А как сделать бумагу непрозрачной? Прибавить в нее титан.
А как сделать стекло тугоплавким? Прибавить титан.
Вот какой полезный металл!
Но мы с тобой далеко ушли от того, о чем начали говорить: чем резать сталь.
Значит, можно делать резцы из стали, в которую прибавлен титан. Титан один из главных металлов, которые трудятся в металлургии. А как быть, если нужно резать сталь, в которую прибавлен хром? Ты помнишь, что хром самый твердый изо всех металлов, потому его и прибавляют в сталь для танков.
В сталь для резцов тоже можно прибавить хром. Но этого мало. Нужно сплавить сталь с несколькими другими металлами, тогда можно сделать резцы, которые самую твердую хромовую сталь будут резать.
Один из металлов, который вместе с титаном прибавляют в сталь, называется
Молибден
Молибдена, как и титана, в земле немало. А добыть из руды чистый металл - долгая и трудная работа. Но ничего не поделаешь, приходится эту работу проделывать, потому что молибден нам очень нужен.
Почему и для чего он нужен, узнали случайно. В старину славились своей прочностью дамасские кинжалы и японские мечи. Равных им в мире не имелось. Они были такие твердые, что могли перерубить всякий другой меч или кинжал. А остры они были так, что перерубали шелковинку на лету. Труднее задачи для острия не придумаешь. И еще было у них одно замечательное качество острие не тупилось.
И в Дамаске - столице азиатской страны Сирии - и в Японии мастера строго хранили тайну изготовления мечей и кинжалов. Они по секрету передавали ее своим сыновьям или подмастерьям. Случилось так, что в обеих странах последние мастера умерли, никому не передав тайны. И потом целые века никто не мог разгадать их секрета. Только лет сто пятьдесят назад русский инженер П. П. Аносов после долгих лет труда сумел сделать клинок, равный дамасскому. А недавно была открыта тайна японских мечей: оказалось, что в сталь, из которой их ковали, добавлялся молибден.
Вот тогда и стало ясно, как важен этот металл: добавишь его в сталь - и можно изготовлять долговечные острые резцы.
У молибдена есть еще качество, которого старинные японские мастера, вероятно, не знали. Оно и не нужно было для мечей. А вот для резцов, обрабатывающих сталь, очень важно: молибден еще более тугоплавкий, чем титан. Очень прочные получаются резцы: сталь + хром + титан + молибден +...
Как, еще что-нибудь нужно? Да, очень! Сейчас узнаешь, что именно, только прежде закончу про молибден.
Когда подбавили молибден в сталь для танков и эти танки вышли в бой, оказалось, что нет снаряда, который мог бы пробить их броню. Потом, конечно, сумели и для снарядов найти сталь покрепче. А тогда и броню начали делать другую, еще крепче. Так в войнах и шла все время борьба между броневой сталью и снарядной - какая окажется крепче.
Борьба эта могла идти потому, что есть тысячи способов изготовлять прочную сталь, прибавляя в нее другие металлы: то совсем немного, то побольше. И у каждого сорта такой специальной стали будут свои свойства, отличающие ее от других сортов.
Я рассказал только о некоторых, самых важных присадках к стали, чтобы познакомить тебя с разными металлами, с их свойствами.
Кстати, хочешь посмотреть, как выглядит молибден? Это очень просто. Взгляни на электрическую лампочку. Светящаяся нить держится на тонких стерженьках. Они сделаны из молибдена. А нить из какого металла?
Но подожди, нас еще ждут резцы, которые сделаны из стали + хром + титан + молибден +
Вольфрам
Вольфрам изо всех металлов самый-самый тугоплавкий. Вот это свойство и сделало его таким важным для нас. Нужно вольфрам нагреть до 3400 градусов, чтобы он расплавился! А это возможно только в электрической печи. Многие металлы при такой температуре обращаются в пар. А чтобы вольфрам обратить в пар, нужно его отправить на поверхность солнца. Там как раз подходящая для этого температура - 6000 градусов.
Помнишь, когда открыли секрет японских мечей, оказалось, что их делали из стали с молибденом. А в стали дамасских клинков нашли вольфрам. Значит, одно важное свойство вольфрама мастера знали уже несколько веков назад: подбавишь его к стали - и можно делать очень острые, нетупящиеся лезвия кинжалов или мечей.
Но главное свойство вольфрама - тугоплавкость - сумели использовать только недавно.
Резец, сделанный из сплава стали с хромом, титаном, молибденом и вольфрамом, срезает за одну минуту два километра стружки со стальной заготовки. Два километра! Столько за минуту проходит самый быстрый поезд.
Необходим вольфрам для резцов.
Но есть и другое дело, для которого он незаменим. И дело это вольфрам выполняет своими силами, без стали.
Больше ста лет назад появилась первая электрическая лампочка накаливания. В этой лампочке по угольной нити проходил электрический ток. Нить накалялась и начинала светиться. Она давала не белый, а желтоватый свет и брала довольно много электрического тока. А главное - угольная нить не выдерживала долго высокой температуры накала и скоро рвалась, перегорала.
Изобретатели понимали, что металлическая нить была бы лучше угольной. Но никак не удавалось найти подходящий металл.
Для того чтобы свет был белый, нить должна раскаляться добела. А для того чтобы она не брала слишком много тока, нить должна быть тонкой, как волос.
Никак не удавалось подобрать металл, тоненькая нить которого накалялась бы добела и не рвалась, не плавилась. Самые стойкие, самые редкие металлы пробовали - ничего не получалось.
Больше тридцати лет продолжались поиски и опыты.
Ты уже догадался, конечно, что нужным металлом оказался вольфрам. Из него и теперь во всем мире делают нити для лампочек. До трех тысяч градусов накаляется тоненькая нить вольфрама, а ему хоть бы что. Вечер за вечером зажигаешь ты все ту же лампочку с вольфрамовой нитью, которая держится на молибденовых стерженьках. И она верно служит тебе год, а то и больше.
Ванадий
Для резцов, для брони вместе с теми металлами, о которых я говорил, добавляют еще в сталь ванадий. Это металл легкий, но твердый. Находят его в разных минералах, не в руде, а крупинками. Чтобы добыть килограмм ванадия, приходится обычно размалывать около тысячи килограммов камней.
С ванадием получилось так же, как с вольфрамом. Чтобы сделать сталь годной для крепких резцов или для брони, есть много способов. Прибавляют в сталь то один, то другой металл или несколько разных - одних больше, других поменьше.
А есть вещи, для которых только один металл годится и ничем его не заменить. Как электрические лампочки делают с вольфрамовой нитью, так автомобили делают из стали с ванадием. Часто ванадий даже называют автомобильным металлом. Один из первых создателей автомобиля говорил, что не было бы ванадия, не было бы и автомобилей.
Прежде всего он нужен для автомобильных моторов. Можно бы и без ванадия сделать прочный мотор, да он будет весить в два раза больше. Ты ведь понимаешь: чем легче автомобиль, тем быстрее его ход. А ванадий - металл легкий, и притом увеличивает прочность стали.
Но он нужен не только для мотора. Важная часть автомобиля - рессоры. Это тонкие стальные полосы, положенные одна на другую. Они так укреплены под кузовом автомобиля, что смягчают толчки, когда дорога неровная. Едешь в автомобиле, и тебя не подбрасывает на ухабах, а только слегка покачивает. Без рессор ломкие грузы нельзя было бы перевозить на автомобилях.
Какая сталь нужна для рессор? Гибкая, чтобы полосы, из которых состоят рессоры, легко прогибались и потом опять выравнивались.
Вот присадки ванадия к стали и позволяют делать гибкие стальные полосы для рессор.
Но нам нужна и такая сталь, которая гнулась бы, а потом выпрямлялась еще лучше, чем рессорная. Для чего? Ну хотя бы для часовых пружин.
И тут выручает ванадий. Этот металл неутомим и упрям. Каждый день ты заводишь часы, иначе говоря, сжимаешь их пружину. А она упрямо стремится выпрямиться. День за днем, год за годом повторяется то же самое - ты сжимаешь пружину, а она сопротивляется, стремится выпрямиться и этим приводит в движение часовой механизм. И не устает. Она скорее лопнет (если ты перекрутишь завод), чем согласится оставаться сжатой. Это ванадий делает ее такой упрямой.
Сколько нам нужно железа
Из всех металлов человеку нужно больше всего железа, особенно много нужно стали, чугуна поменьше.
Когда машин еще было немного - в прошлом веке, - на каждого человека приходилось около килограмма железа в год.
А теперь, если сосчитать, сколько на земле живет людей и сколько в год выплавляется чугуна и стали, то окажется, что на каждого человека значит, и на тебя - приходится столько железа, что тебе и не поднять: больше половины того, что ты сам весишь.
Ты можешь возразить: ни в комнате, ни в классе не найдешь столько железных вещей, чтобы на каждого так много выходило.
Согласен. Только ты не подумал, сколько нужно железа, чтобы сделать все нежелезные вещи, которыми пользуются люди. И не только вещи. Сколько в куске хлеба, который ты съел за завтраком, железа? Скажешь, нисколько? А вот давай сообразим.
Пахали землю стальным плугом, а вел плуг по полю трактор, сделанный из чугуна и стали. Затем пошли в ход железные сеялки. А к осени прибыл на поле комбайн - снимать урожай, молотить зерно. Комбайн большой. Чтобы его построить, нужно много стали.