Конечно, можно поднять рабочие температуры сплавов. Для этого нужнотем или иным способом затормозить движение дислокаций. Трудность здесьзаключается в том, что большинство добавок, которые можно было бы использоватьс этой целью, сами стремятся стать подвижными при высоких температурах.Все это дело чрезвычайно трудное, и, наверное, металловеды неплохо поработали,чтобы достигнуть рабочих температур около 950-1000° C на очень специальныхсплавах для турбинных лопаток. Рабочие температуры обычных сталей намногониже.
Во многих керамических материалах дислокации практически неподвижныпри температурах до 1500° C, но эти материалы, как правило, чрезвычайнохрупки при сравнительно низких температурах. Поэтому керамические материалыочень хороши для неподвижных конструкций, например в качестве огнеупоровдля печей, где они могут работать под нагрузкой при температурах, поразительноблизких к точкам плавления. Но они обычно не годятся для изготовления подвижныхдеталей машин.
Глава 9
Железо и сталь, или Гефест средь чертовых мельниц
Я пошлю им локомотив, он будет Великим Миссионером.
Дж. Cтефенсон
Древесина и камень всегда были наиболее распространенными материалами конструкций,металлы же – относительно новое приобретение техники. Поэтому все мы осознаемноваторскую роль металлов, хотя, как мы видели, общий тоннаж используемыхметаллов все еще уступает старым материалам. Но металлы, особенно железо,как нельзя лучше подошли для того рода машин, которые были проклятием иславой промышленной революции. Именно благодаря разработке дешевых методовполучения и обработки железа в больших количествах появилась возможностьмеханизации труда. Сталь, как известно, стала дешевым материалом тольково второй половине XIX века, когда главные события промышленной революциибыли уже позади.
Однако, будучи материалом необходимым, железо использовалось в большинствепервых машин, даже в паровых машинах, все же весьма ограниченно. В первомфултоновском пароходе, плававшем по Гудзону, даже котел (невероятно!) былдеревянным; нагрев воды производился в отдельном устройстве из железныхтруб. Правда, американцы считали, что это уж чересчур, но и на американскихречных пароходах дерево использовалось тогда в такой степени, которая современномуинженеру кажется почти невероятной. А ведь такие пароходы обеспечивалибольшую часть внутриамериканского грузооборота вплоть до 60-х годов прошлогостолетия.
Вообще говоря, использование металлов требует решения двух проблем.Во-первых, металл должен быть получен из руды, этим занимается металлургия.Во-вторых, нужно перевести металл в наиболее полезное состояние с точкизрения твердости, прочности и вязкости; подсказать здесь необходимые путипризвано металловедение. Как мы уже видели, чистые металлы обычно оченьмягки, поэтому металловеды занимаются в основном торможением дислокаций,но лишь в такой мере, чтобы упрочнить металл, не вызвав его охрупчивания.Поскольку металлы из руды часто получаются в нечистом виде, их экстракция(извлечение) и последующая обработка должны рассматриваться совместно.
