Юный техник 1957-08, страница 76

зивных материалов. В металлокерамике используются теперь бориды — соединения бора и различных металлов. Но в легирующие свойства бора верили только теоретики.

Стоило ввести в плавку несколько процентов бора, как металл становился настолько хрупким, что никуда не годился. Понадобились долгие годы, на протяжении которых настойчивые люди провели тысячи опытов, пока не нашли ошибку в обращении с бором.

Первые серьезные шаги для практического использования бора были сделаны нашими учеными во главе с академиком Н. П. Чижевским. Русские ученые первыми начали изучать сплавы с добавкой бора. В результате этих исследований была получена диаграмма «железо — бор». Эта диаграмма показывала зависимость структуры стали от количества вводимого бора и температуры. Но исследователи неточно определяли, сколько нужно бора для улучшения свойств стали. Они пытались вводить в железо сотые доли процента бора, но и этого было много. Поэтому попытки получить качественный сплав терпели неудачи.

Бор начал улучшать качество стали лишь теперь, когда его вводят в ничтожных дозах — тысячных долях процента. Так еще раз проявил себя закон диалектики — закон перехода количества в качество.

Чтобы понять, почему бора нужно так мало, необходимо разобраться в том, что происходит в различных сплавах.

«ГЛИНА», «ПЕСОК» И «ЦЕМЕНТ»

Есть металлы родственные: железо и золото, никель, хром и железо. Подобно частицам песка и глины, из которых создается кирпич, атомы родственных металлов — равноценный строительный материал. Из него строятся зерна сплавов. Такие родственные металлы «растворяются друг в друге», говорят металлурги.

Но имеются и нерастворимые друг в друге металлы. К ним относятся железо и бор. Атомы бора не строят зерен вместе с атомами железа.

В момент кристаллизации железа его атомы собираются в зерна, однако далеко не все атомы успевают это сделать. Некоторые из них остаются без места, и уже образовавшиеся зерна стараются притянуть их к себе. Но так как их тянут в разные стороны, они не примыкают ни к одному из зерен и остаются в промежутках между ними. Поэтому расстояния между такими атомами не одинаковы. Это ухудшает свойство металла. Зоны, где остались такие дезориентированные атомы, разрушаются прежде всего. По этой причине и разорвался первый образец.

Если для улучшения качества металла ввести в него несколько процентов или сотых долей процента бора, то лишь часть его атомов постарается занять свободные места, заполнить расстояния между дезориентированными атомами железа. А так как для этого нужно лишь ничтожное количество, то остальные атомы бора вступят в химическую реакцию с углеродом и металлом, образуя карбиды и бориды. Эти соединения значительно уступают в прочности стали, а значит, ухудшают ее качество.

Другое дело, когда бор вводят в ничтожном количестве. Диаметр его атомов меньше диаметра атомов железа, хрома или никеля. Они свободно проникают в зоны дезориентации атомов, в «щели» между зернами, заполняют все пустоты, образно говоря — словно цементный раствор скрепляют зерна стали. Металл становится более пластичным и прочным.

Крошечные атомы бора наделяют богатырской крепостью сталь. Бористая сталь много дешевле никелевой и хромистой, а в крепости нисколько им не уступает. Изделия из нее с честью выходят из любых испытаний.

68