Видишь, сколько нужно железа, чтобы ты кусок хлеба съел? Не сосчитаешь! Нет ни одной вещи вокруг тебя, которая сделана без помощи железа. Для твоей парты деревья валили в лесу стальными топорами и пилами. На доски их резали тоже пилами. Из досок все части для парты готовили стальными инструментами. И какую вещь ни возьмешь - если сама она не железная, - железо участвовало в ее изготовлении и перевозке.
Богатырский металл - железо! Впрочем, погоди, так ли это? Ведь чистое железо - мягкий металл, сам по себе он ни на что не пригоден. Но люди научились изготовлять из железа могучий металл - сталь.
А прибавив к стали немного кремния и марганца, такого хрупкого, что из него ничего не сделаешь, получают металл еще крепче простой стали. Видишь, я был прав, когда в начале книжки говорил, что не все металлы сами по себе богатыри. Силачами их делают люди.
Железобетон
Идешь ты мимо большого высокого дома и можешь не догадаться, что он на железе держится. Железа не видно. Стены как стены - серые, если дом не оштукатурен и не покрашен.
Я хочу тебе рассказать, откуда взялись дома, которые держатся на железе.
Жил в Париже садовник - это было в прошлом веке. Как-то остался он без денег. А у него в оранжерее были пальмы. Можно бы их продать, получить деньги, да нужны кадки. У пальм очень крепкие корни; они, вырастая, непрочную кадку разламывают. Обычно делали кадки из крепких дубовых досок, а когда корни вырастали и разламывали кадку, пальму пересаживали в другую кадку - побольше.
Но у садовника не было ни дубовых досок, ни денег, чтобы их купить. А был у него дома цемент. Знаешь, что это такое? Перемолотые камни с глиной или перемолотый глинозем. Если цемент смешать с водой, получается тесто, которое на воздухе твердеет. Когда строят кирпичный дом, то кирпич с кирпичом скрепляют цементом. А если к цементу прибавить вместе с водой и песок, то получится, когда эта смесь затвердеет, прочный строительный материал - бетон. Из бетона можно дома строить: он крепче кирпичей.
Вот наш садовник и решил сделать бетонные кадки. Неудачно получилось. Они были очень тяжелыми и легко раскалывались при падении. Тогда садовник еще стянул сверху бетонную кадку железными обручами и поперек железные прутья воткнул. Вот тогда вышла очень крепкая кадка. Только безобразная: серый бетон в сетке из железа, которое на воздухе скоро ржавело. Кто же купит красивую пальму в такой уродливой кадке? Садовник тогда вот какую хитрость придумал: он сперва сделал железную сетку, а потом залил ее с обеих сторон бетоном так, что сетка внутри бетона осталась.
Кадка получилась такая прочная, каких еще никогда садовник не видел. Все удивлялись. Слой бетона был совсем тонкий, а кадку хоть на каменный пол бросай - не расколется. И корни пальм не могли сломать кадку - они в ней послушно сгибались.
Попробовал садовник другие вещи таким же способом делать, все получались на редкость прочными. Но он всякие пустяки изготовлял и не догадался, что случайно сделал одно из самых важных изобретений века.
Когда знающие люди изучили, почему так необыкновенно прочны кадки садовника, оказалось, что бетон и железо словно нарочно созданы, чтобы дополнять друг друга. Железо хорошо сопротивляется ударам, но легко гнется. Бетон как раз наоборот - не гнется, зато не выносит ударов и сильного давления. Потому так легко раскалывались у садовника бетонные кадки. А железо с бетоном и не гнется и не ломается.
Но это еще не все. Ты, вероятно, знаешь, что все вещества от тепла расширяются, а от холода сжимаются. Но неодинаково. Одни вещества расширяются и сжимаются больше, чем другие. А бетон и железо расширяются от тепла и сжимаются от холода одинаково. Это делает материал очень прочным. Назвали его "железобетон".
У него много важных достоинств. Например, при пожаре железные сооружения размягчаются, гнутся и обрушиваются. А железобетон огнестоек - он выдерживает высокую температуру огня и холодную струю воды, которой тушат пожар. Кроме того, железо, покрытое бетоном, не ржавеет, потому что бетон не пропускает воду.
Когда все это узнали, стало понятным, что из железобетона надо делать не цветочные кадки, а самые большие и прочные сооружения: здания для заводов, высокие дома, большие мосты и плотины.
Так случайно парижский садовник создал материал, которым и до сих пор пользуются для постройки самых прочных сооружений.
Железо, чугун, сталь и все сплавы стали с другими металлами называют черными металлами. Все остальные металлы - цветными.
Сейчас я тебе расскажу об одном из самых важных цветных металлов.
* МЕДЬ И ЕЕ ДРУЗЬЯ *
Ты, конечно, видел медные вещи, может быть, кастрюли, хотя теперь их редко делают из меди. И уж наверное видел медный электрический провод.
Медь легко узнать по цвету - она рыжевато-красная.
Судьба у меди не простая.
Этот металл первобытные люди знали намного раньше, чем железо. Медь иногда попадалась им также, как и золото, самородками - это были куски металла, не скрытые в руде, а свободные от минералов, как бы сами родившиеся.
В то время у людей было только одно орудие труда - каменный топор. И вот нашли они медь. Попробовали, что крепче - камень или медь. Оказалось, что камень крепче.
Медь - металл довольно мягкий, непрочный. А что первобытные люди пробовали ее крепость, мы знаем: нашли куски меди, обрубленные каменными топорами. Но все же из меди тоже стали делать топоры, может быть и оружие для охоты. Делали медные топоры каменными топорами! И, в общем, от меди первобытному человеку пользы было бы немного. От чистой меди!
Но случилось так, что древним людям попалась медь в сплаве с другим металлом. Он называется
Олово
Если ты собираешь металлический лом, то олово тебе, наверное, очень часто попадается - из него делают консервные банки. И на это уходит половина всего олова, какое добывают.
Ты, чего доброго, спорить со мной станешь - скажешь, что консервные банки жестяные, а не оловянные.
А я тебя спрошу: есть такой металл - жесть? Вот ты и попался. Такого металла нет. Жестью называют тонкие листы железа, с обеих сторон покрытые оловом.
Кто же из нас прав? Да, в общем, оба правы. Банки действительно жестяные, а в жести самое важное - олово.
Добывать олово нетрудно. Оно плавится при невысокой для металлов температуре - немного больше двухсот градусов. Его в древности просто на угольных кострах выплавляли из руды.
Теперь олову много дела нашли. Но с чистым оловом надо обращаться осторожно - это металл нежный. Он на морозе может простудиться. А простуда для него - болезнь смертельная, ее даже называют оловянной чумой. Заболевшее олово из блестящего и белого становится тускло-серым, а потом рассыпается в порошок.
И случилось раз, что из-за этой оловянной чумы погибли отважные люди. Английский путешественник, капитан Скотт, отправился в экспедицию к Южному полюсу. Там еще никто из людей тогда не бывал. По антарктическому материку участники экспедиции везли грузы сперва на санях с моторами, потом на лошадях, потом на санках, в которые были впряжены собаки, а потом несли на себе. По дороге они оставляли склады с продовольствием и керосином на обратный путь. Путешественники обогревались керосиновыми печками и на керосиновых примусах варили пищу.
С огромным трудом добралась экспедиция к полюсу. Там Скотт нашел записку: оказалось, что его на месяц опередил норвежский путешественник Амундсен.
А на обратном пути Скотт и все члены его экспедиции погибли. Главной причиной их гибели было то, что со складов исчез керосин. Скотт не мог понять, куда он девался. Банки были почти пустые. Холод все усиливался, согреваться было нечем. Капитан Скотт и его товарищи замерзли.
Потом только дознались, что случилось. Банки с керосином были запаяны оловом. На морозе олово "заболело", разрушилось, и топливо вытекло. Тогда еще не знали, что олово не выносит мороза.
А само олово, как я говорил, люди знают почти так же давно, как медь.
Вот что, очевидно, произошло с первобытным человеком. Разложил он где-то костер, а когда костер потух, то под золой оказался металл - такой крепкий, что каменным топором его не разрубить. Откуда он взялся? Костер случайно был разложен на руде, в которой были два металла - медь и олово. Такие руды бывают. И олово соединилось с медью. Как ты помнишь, олово легко плавится. И сплав получился очень крепкий - крепче, чем медь и олово сами по себе. Называется этот богатырский сплав
Бронза
Теперь понятно, почему олово вмешалось в наш с тобой разговор о меди. Оно имело на это право. Медь без олова для древнего человека была почти бесполезна, а в сплаве с оловом изменила его жизнь, помогла стать великаном.
Выброшены были каменные топоры, на смену им пришли бронзовые орудия для труда и охоты. Кончился каменный век (это так говорится - "век", на самом деле это время длилось много тысячелетий). Начался бронзовый век, он продолжался, пока люди не научились получать из руды железо. А тогда начался век железный.
Смотри, как получается. Чистое железо, в общем, ни к чему. Мягкий металл, из которого ничего полезного не сделаешь. А в сплавах с углеродом и другими металлами он стал необходим людям. Просто представить себе нельзя, как бы люди создали без железа сегодняшний наш мир с его книгами, автомобилями, ракетами, летящими в космос, с машинами, которые обрабатывают землю и производят все нужные нам вещи.
И с чистой медью почти нечего было делать. Но вот немного олова попало в медь, и родился сплав, который был так необходим древним, что его именем названа целая эпоха в жизни человечества - бронзовый век.
Бронза потеряла былое величие, когда в нашу жизнь вошло железо.
Перестали мастерить из бронзы топоры - стали делать украшения.
Почти все металлические памятники великим людям, которые ты видишь на улицах городов, многие статуи, украшающие площади и сады, сделаны из бронзы.
Она довольно стойко сопротивляется главному врагу многих металлов кислороду. Только на простоявших сотни лет памятниках появляется зеленый налет. Это работа кислорода. Но он бессилен проникнуть в глубь металла, разрушить бронзу так, как разрушает железо.
Еще не так давно из бронзы делали пушки. Если ты бывал в Московском Кремле, то видел Царь-пушку. Ну, а если не пришлось побывать в Кремле, то, наверное, видел ее на фотографиях. Это огромная пушка, отлитая из бронзы около четырехсот лет назад. Существовали бронзовые орудия еще долго. Только сто лет назад их стали заменять стальными.