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.
Повезли в грузовиках зерно к железной дороге. Мотор грузовика, его колеса, и рессоры - все стальное. А дорога не зря называется железной рельсы стальные, колеса по ним катятся стальные, тепловоз из стали и чугуна...
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.
