Техника - молодёжи 1987-09, страница 23

мический элемент не столь уж распространен в природе, чтобы делать на него главную ставку, (В земной коре вместе с гидросферой содержится: кислорода — 49,19%, кремния — 26%, алюминия— 7,45%, а железа — всего 4,2%. Далее в порядке убывания: кальций — 3,25%, натрий — 2,4%, калий — 2,35%, магний — 2,35%, водород—1%, титан — 0,61%.) Во-вторых, переработка железной руды обходится недешево. За кажущейся простотой технологического процесса скрываются непроизводительные затраты по двойной, тройной, а то и четырехкратной перевалке пустой породы.

А сколько стоит оборудование металлургических заводов? Несмотря на то, что многие мартеновские и доменные печи морально устарели, рука не поднимается их сломать. Черной металлургией живут крупные промышленные центры, такие детища первых пятилеток, как Новокузнецк, Магнитогорск. Эти города тоже черные. Экологические последствия такого рода производства (крупные выбросы в атмосферу серных компонентов коксующихся углей, пыли и копоти) десятиле

тиями воспринимались как должное.

Видимо, в железе уже начинают разочаровываться потребители. Цена на железную руду на международном рынке покатилась вниз. В последние годы сокращается мировое производство стали. Так, если в 1979 году ее было выплавлено 740 млн. т, в следующем — только 708 млн. т. В 1981, 1982, 1983 годах соответственно — 698, 631, 647 млн. т.

Да и в целом у всех конструкционных металлов появились серьезные конкуренты. Это вещества (кремний, углерод, кислород в составе различных окислов), которые в буквальном смысле лежат у нас под ногами. Они способны образовывать соединения, превосходящие по потребительским свойствам большинство металлов. Например, стеклянная нить, составленная из тонких волокон, выдерживает в 6 раз большую нагрузку, чем стальная проволока такого же диаметра. Притом стекловолокно значительно легче, совсем не подвержено коррозии.

Появляются мысли, что и в широком смысле железный век (то есть век металлов) подходит к концу. Цивилизация безжалостно отме-

наши дискуссии

тает в сторону все, что не выдерживает конкуренции с новыми детищами научно-технического прогресса. Вот-вот, мол, сдадим старый железный инструмент в музеи, на манер того, как в свое время туда попали каменные и бронзовые топоры.

Не будем спешить с выводами.

Действительно, много тысяч лет назад мы перестали использовать камень в качестве орудий труда. Потеряли потребительскую ценность бронзовые ножи и скребки. Однако означает ли это, что камень и бронза сегодня уже ни на что не годны?

Одно лишь перечисление производных камня, получаемых при помощи новейших технологических процессов (в первую очередь это различные керамики), займет немало страниц.

Итак, материаловедческие корни нынешнего керамического бума (тоже, между прочим, претендент на новый материал века) уходят аж в ледниковый период, ко времени изобретения каменного топора. Следовательно, распростились мы с каменным веком преждевременно. Уверен, то же самое можно сказать и про век бронзовый, век железный...

выдерживают большие нагрузки, практически не деформируясь.

Но за избавление от пластической деформации пришлось расплачиваться. Легированная сталь какое-то время «держит форму», а потом вдруг, в одно мгновение, «лопается» как струна. Именно по этой причине погиб чересчур высококачественный «Скенекте-ди».

Попробуем разобраться, почему прочность и хрупкость «завязаны в один клубок».

Пластическая деформация — это сдвиг части кристаллической решетки твердого тела относительно другой по так называемой плоскости скольжения. На плоскости выделяется особая линия, именуемая дислокацией, которая разделяет сместившуюся и пока оставшуюся неподвижной части кристалла. Дислокации — линейные дефекты решетки. В идеальном кристалле их быть не должно. В реальном же их множество. Например, в кубическом сантиметре деформированного железа (как известно, все металлы имеют кристаллическую структуру) об

щая длина дислокационных линии может достигать миллиона и более километров.

В чистом металле дислокации движутся относительно свободно. Такой материал мягок, податлив. Но если «вогнать» в решетку примесные атомы, они станут препятствиями, изменят физические свойства металла.

Очевидно, чем больше различных препятствий будет встречать дислокация, тем неблагоприятнее условия для пластической деформации. Вот почему сплавы легируют уже практически всеми элементами периодической таблицы Менделеева. Достигается такое большое упрочнение, что металл скорее сломается под непосильной внешней нагрузкой (хрупкое разрушение), чем прогнется.

--„мшл (jDpum^uwo

хпмнил- прсим^нта/'

(3 П[Щ*шснл,1£ агпомь^

ДВИЖЕНИЕ ДИСЛОКАЦИИ.

□

21