Мастера в те далекие времена применяли самые различные методы закалки: окунали нагретую полосу металла в простую или соленую воду, в оливковое масло, а некоторые считали, что кинжал надо закаливать только в кубке с вином. В старых легендах упоминается и такой способ: кузнец ковал булатный кинжал, а потом вскакивал на лихого коня и охлаждал изделие на ветру бешеной скачки.
Высокие качества знаменитых испанских шпаг из Толедо объясняли таинственными свойствами особой воды, в которой они закаливались. В середине XVIII века воду возили на кораблях в Америку из Европы, чтобы достичь таких же результатов при закалке стали.
Современный термист по установленному технологическому процессу производит закалку, отпуск и отжиг заготовок и деталей различных форм и размеров из простых и легированных сталей. Это очень интересная и сложная профессия, требующая больших теоретических знаний о свойствах металлов. Надо знать, как различные виды термообработки придают металлу те или иные свойства: закалка увеличивает твердость стали, отпуск снижает внутренние напряжения в детали, отжиг придает металлу вязкость.
Старинные рецепты дополняются новыми способами термообработки. Так, бельгийские специалисты предложили закаливать заготовки инструментов… вакуумом. Во время испытаний на заводе фирмы “Вейден” нагретые до нужной температуры фрезы, токарные резцы, метчики и сверла в железных емкостях быстро помещались в вакуумную камеру. А так как всякая закалка требует резкого перепада температуры, то одновременно с откачкой воздуха из камеры в ней понижали температуру до нуля градусов. Анализ результатов показал, что при таком способе закалки поверхность заготовок практически не окисляется, структура металла не приобретает вредных тепловых напряжений, а его верхний слой быстро избавляется от газообразных примесей. В итоге износостойкость инструмента повышается в 1,5–2 раза.
В старину издавали журналы, в которых нередко печатались разные советы, в том числе и по металлургии. Так, в журнале “Экономический магазин” за 1784 год сообщалось:
“Ежели хотеть железо сделать так плавко, как серебро, то всяко надобно соку, нажатого из травы золототысячницы и травы дикой цикореи, которая растет во многих местах и имеет цветы голубые, и остудить в оном мягкое хорошо раскаленное железо от 10 до 12 раз, так и будет (оно) очень бело и плавко”.
Однако автор все-таки заканчивает заметку предостережением: “Справедливо ли сие, или нет, того не знаю, а могут узнать сие чрез опыт сами любопытные”.
В первой половине XIX века “Журнал мануфактур и торговли” описывал “способ превращать хрупкий чугун в мягкое железо, пересыпая оный сахаром”. Способ “сладкой металлургии” заключался в следующем.
Твердый и хрупкий чугун помещали в закрытый сосуд, пересыпая его слоями сахара-сырца. Затем подвергали его нагреву в течение 20 часов и чугун превращался в самое мягкое и довольно ковкое железо. В заметке отмечалось, что “открытие сие действительно может быть полезно при обработке железа, а особливо если бы сахар был дешевле, нежели он ныне есть в Европе…”.
Однако и в наше время рекомендуют использовать сахар… в литейном деле. Исследования, проведенные в Щецинском политехникуме (ПНР), неожиданно показали, что наилучшим добавлением к формовочной смеси для отливки металла является сахар. Минимальная примесь его к формовочной массе позволяет без труда очищать отливку, значительно облегчая и ускоряя труд литейщиков. У нас с этой же целью применяют патоку и меляссу.
ЖЕЛЕЗО В ТЕХНИКЕ
Впервые из железа
Было время, когда железо употреблялось только для изготовления инструментов, сельскохозяйственных орудий и в военном деле. Позже железо начали применять в строительстве. Раньше других взялись за это русские. Металл употребляли на контурные связи. Дощатое и листовое кованое железо шло на устройство оконных ставен, железных кованых дверей. В последней четверти XVII века дощатым железом иногда покрывали крыши, например крышу Посольского приказа в Москве. Одна кованая доска весила 7,5 фунта (3 килограмма). Главы собора Василия Блаженного в Москве, построенного в XVI веке, были покрыты железом.
Использовались также чугунные строительные изделия. Например, при постройке палат князя В.В. Голицына в 1685 году для полов было приобретено 616 пудов 5 фунтов (9856 килограммов) литых чугунных досок, которые были в два с половиной раза дешевле кованого железа, и два литых чугунных столба весом 36 пудов 2 чети (584 килограмма). Летом 1712 года уральский заводчик Н. Демидов на многих стругах привез на Москву-реку 2700 чугунных половых одноаршинных досок, в длину и ширину по аршину с четвертью и толщиной два пальца.
На Урале в Невьянской башне, построенной Демидовым в 1725 году, двухметровой толщины стены намертво связывали железные брусья, дверные и оконные проемы укрепляли чугунные косяки, двери и ставни были железные кованые. Полы всех этажей и балконы ярусов устилали чугунные плиты. Башня сохранилась до сих пор.
И все-таки нельзя сказать, что в те времена широко использовали металл в строительстве: боялись хрупкости чугуна. Выдающийся русский экономист петровской эпохи И. Посошков в 1724 году рекомендовал за продажу чугуна на домовое строение брать штраф с торговца за гривну рубль: зачем-де он подсовывает ненадежный материал.
В Британском музее в Лондоне находится богатейшее собрание старинных художественных железных изделий, применявшихся в строительстве. Особого расцвета достигли они в XVII–XVIII веках. Балконы и решетки того времени отличались высокохудожественным исполнением. Эти изделия говорят о большом искусстве мастеров и о том, что в те века железо вследствие своей дороговизны служило больше украшением, чем массовым строительным материалом.
С увеличением производства железа и улучшением его качества в начале XIX века появились возможности его использования и для других целей. “… Производство железа так удешевилось, — писал Ф. Энгельс, — что оказалось возможным делать из железа массу вещей, которые раньше изготовлялись из дерева или камня [3]”.
Только в конце XVIII века началось первое применение металла в строительстве машин. Английский техник Смитон, один из пионеров применения чугуна в машиностроении, рассказывал в 1782 году: “Когда я двадцать семь лет тому назад впервые стал применять чугун, то все удивлялись, как может хрупкий чугун выдержать там, где не может устоять самое крепкое дерево. Однако эти отливки несут свою службу исправно и по сию пору”.
Чугунный цилиндр паровой машины был первой крупной деталью из черного металла. Лишь в 1800 году Уайт заменил последнюю деревянную часть (балансир) своей паровой машины железной. Кованое железо шло на изготовление станков и частей машин. И все-таки в первом фултоновском пароходе, плававшем по Гудзону, даже паровой котел был деревянный: нагрев воды производился в отдельном устройстве из железных труб. Лишь с начала XIX века начинается вторжение и в эту область.
Англичанин Уайт в 1800 году взял патент на применение чугунных стропил и кровли. На заводе Болтона и Уайта в Сохо в мастерских сделали чугунные полы, лестницы, стропила»
Откуда пошло правило — кушая рыбу, нельзя пользоваться железным ножом? Наши предки, очевидно, на многих горьких опытах убедились, что люди, нарушившие это правило, заболевали и даже умирали. Теперь мы знаем причину: железо вступает в химическую реакцию с легко разлагавшимся белком и в результате образуется ядовитое вещество. И хотя нынче пользование ножами из нержавеющей стали совсем безопасно, но, увы! Слишком поздно: что рыбу нельзя есть ножом, стало правилом хорошего тона.
Медленно входили металлические изделия в быт. В XVIII веке в Москве существовал железный ряд, где продавались разные железные принадлежности для дверей и окон, котлы и сковороды, однако железной посуды в домашнем быту русских людей было мало. Это объясняется тем, что в средние века железо стоило недешево. По свидетельству иностранца Нойерберга, посетившего Москву в 1661 году, во время обеда ножами и вилками пользовались только знатные люди. В Англии, например, в царствование Эдуарда III (XIV век) кастрюли, сковороды и вертела королевской кухни считались в числе драгоценностей короны.
