Григорий Николаев - Металл Века

• Название: Металл Века
• Автор: Григорий Николаев
• Издательство: Металлургия
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1987

Металлом века заслуженно называют титан. Об истории этого ме­талла, его замечательных свойствах, способах производства, об ис­пользовании его в авиации, космонавтике, химической индустрии, в быту, на транспорте, в медицине, а также о его возможностях и перспективах применения увлекательно рассказано в этой книге.

Первое издание книги того же названия, опубликованное в Днеп­ропетровске (издательство ”Промiнь”) в 1975 г., было отмечено второй премией и Дипломом второй степени на Всесоюзном кон­курсе лучших произведений научно-популярной литературы. Второе издание было выпущено в 1982 г. издательством "Металлургия”.

Предназначена для широкого круга читателей

---

В 1960 году лаборатория сконструировала безоткатное атомное орудие малой мощности ”Дэви Крокетт” для вооружения пехоты. Применение титановых сплавов позволило сделать это орудие легким и портативным, хорошо противостоящим коррозии.

Самые первые исследования нового промышленного металла показали, что он пригоден и для изготовления брони. Более того, использование титановой брони, снарядостойкость которой такая же, как у стали, дает экономию массы до 25 процентов, а сплавы титана повышенного качества позволяют облегчить броню почти вдвое. Если же при этом массу ее оставить без изменения, то надежность защиты значительно повышается. Опытные работы по изготовлению из титана отдельных деталей среднего танка в США ведут уже давно, однако, по мнению американских специалистов, использование этого металла в серийном танкостроении возможно лишь в будущем.

При современном уровне развития транспортной авиации весьма эффективно использование самолетов для переброски танков и транспортеров, для сбрасывания их с парашютом. Титан позволяет существенно облегчить такой десант, а также стрелковое оружие, радиостанции, комплекты медицинского оборудования и другие виды снаряжения авиадесантных войск.

Широкое использование титановых сплавов для производства средств вооружения сухопутных войск возможно только при некотором снижении стоимости металла. При значительном снижении цен на титан можно ожидать его применения для строительства мостов, посадочных матов аэродромов и прочих сооружений.

Феноменальная коррозионная стойкость титана в морской воде со всеми прочими его достоинствами делает этот металл очень ценным для судостроения.

Малая плотность металла повышает маневренность и дальность действия кораблей, а высокая стойкость против коррозии снижает расходы на ремонт материальной части и уход за нею. Корпуса судов, обшитые листами титана, никогда не потребуют окраски, так как даже намека на ржавчину ожидать не приходится.

Титан, как известно, стоек против эрозии и кавитации. В движущейся морской воде со взвешенными в ней песчинками титан, по меньшей мере, в 12 раз устойчивее, чем самые лучшие распространенные сплавы на основе других металлов. Все это открывает металлу немалые перспективы.

По опубликованным зарубежным данным, в военно-морском флоте США из титановых сплавов изготовляют валы, распорки, опоры, части якоря, фиттинги для крейсеров, выхлопных глушителей подводных лодок, глушители с водяным охлаждением для шлюпочных моторов. Титановые глушители значительно легче и прочнее глушителей из медноникелевых и других сплавов и срок их службы намного выше. Титановые сплавы используют в газотурбинных двигателях некоторых торпедных катеров и кораблей морской пограничной охраны.

Когда диски приборов для измерения уровня масла, газолина, морской воды изготовляют из титана, то срок их службы становится практически неограниченным и намного повышается точность показаний приборов.

Из титана целесообразно делать различные рукоятки и детали морского электронного оборудования, радарные антенны, экраны навигационных приборов, палубную арматуру подводных лодок, детали помп, соприкасающихся с морской водой, и многое другое.

Самому большому коррозионному разрушению на морских судах подвергаются корма, руль и другие части, находящиеся в непосредственной близости от винта, который обычно действует как катод большой площади. Применение титана позволяет в значительной степени снизить интенсивность коррозии.

Немагнитность титана устраняет так называемую девиацию — мешающее воздействие металлических конструкций на навигационные приборы — и тем самым уменьшает опасность подрыва на магнитных минах.

Титановые сплавы весьма перспективные конструкционные материалы для изготовления корпусов подводных лодок сверхглубокого погружения, способных достигать глубин до 6 километров. Далеко не всякий материал способен выдержать чудовищное давление многокилометровых океанских глубин.

Основные конкуренты титана в качестве материалов для подводного кораблестроения — это специальные виды сталей и . . . стекло. Да, и стекло. Особые виды стекла способны выдерживать прямо-таки фантастические нагрузки без всяких следов разрушения. Далеко ходить за примерами не надо: вспомним хотя бы пуленепробиваемые стекла. Подобные материалы несоизмеримо прочнее любых металлов и сплавов, в том числе и титановых. Но назвать стекло конструкционным материалом без существующих оговорок нельзя, так как оно имеет очень важный недостаток. Стекла нельзя соединять и почти невозможно обрабатывать. Они не поддаются ни сварке, ни резке, ни штамповке.

Обработка специальных сталей тоже представляет целую проблему. Пластичность таких сталей очень низка, их высокая твердость достигнута ценой повышения хрупкости. Так что титан во всех отношениях предпочтительнее своих конкурентов.

ЧАСТЬ ВТОРАЯ. В АВАНГАРДЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА

Глава 1. ЗА ОБЛАДАНИЕ НЕБОМ

В ГЛУБИНЫ КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА

Живя на уютной Земле, мы редко задумываемся над тем, какое место занимает наша планета во всей вселенной и что представляет собой солнечная система. Но уже начавшаяся космическая эра настоятельно побуждает нас, в том числе и тех, кто непосредственно не связан с космонавтикой, обращать свои мысленные взоры за пределы Земли. И что же мы видим?

Сразу же за тонкой земной атмосферой начинается бездна космоса. Планеты, их спутники и даже звезды — совсем крохотные образования вещества по сравнению с этой бездной почти абсолютной пустоты.

Представим себе солнечную систему, уменьшенную в 2 миллиарда раз. Диаметр ее составит всего четыре с половиной километра. Огромное Солнце станет небольшим шаром диаметром 70 сантиметров, а планеты будут еще меньше. Меркурий и Марс превратятся в зернышки, Земля и Венера — горошины. Уран и Нептун покажутся грецкими орехами, а гигантские Сатурн и Юпитер — яблоками средней величины. Отделять эти зернышки и горошины друг от друга будут многие десятки и сотни метров пространства. Расстояние же между Ураном и Нептуном, самыми удаленными от Солнца планетами, которые на нашей уменьшенной модели выглядят грецкими орехами, достигнет почти километра.

Таким образом, на пространстве в 16 квадратных километров будут размещены несколько зернышек, горошин, орехов и яблок, а также золотистый шар, достигающий размеров мяча, которым играют в мотобол. Вот и все, что приходится на долю вещества, остальное занимает космическое пространство.

Картина солнечной системы, образно нарисованная Константином Эдуардовичем Циолковским, помогает отчетливо представить громаду космоса и наше очень скромное место в нем. Но, несмотря на столь, казалось бы, незаметное положение, люди уже начали великий штурм мироздания, посылая плоды своего разума и творения своих руд как к ближайшим, так и отдаленным космическим объектам. Аппараты, созданные на Земле, достигают не только Луны. Но и Венеры, Марса, Юпитера.

Если до Луны корабль летит всего трое суток, то время достижения Венеры и Марса измеряется уже многими месяцами, а полет к Сатурну и Юпитеру занимает годы. Между тем космическое пространство — не слишком уютно для путешествий. Там царит ледяной холод, но сторона корабля, повернутая к Солнцу, сильно нагревается. Такие температурные контрасты действуют самым отрицательным образом на материалы, из которых изготовлен космический аппарат.

Не идут на пользу кораблю и частицы космической пыли, щедро рассыпанной по всему пространству вселенной, через которую летательному аппарату нередко приходится ”проди- раться”. Вредна и космическая радиация. Казалось бы, чем может вредить пустота — космический вакуум, огромнейшее безвоздушное пространство? А между тем, вакуум далеко не безобиден.

Эксперименты, проведенные учеными, помещавшими самые различные металлы в специальную вакуумную камеру, позволили обнаружить любопытные факты. В камере искусственно создавали разрежение, соответствующее тому, которое царит на расстоянии 800 километров от поверхности Земли. И оказалось, что глубокий вакуум действует на металлы очень своеобразно: кадмий, цинк, магниевые сплавы . .. закипают и испаряются, многие другие металлы, хотя и в меньшей степени, но тоже начинают терять свои собственные атомы. Самыми устойчивыми в вакууме оказались сталь и титан, а также вольфрам и платина. Менее устойчив, но еще достаточно надежен алюминий. Остальные металлы мало пригодны для эксплуатации в открытом космосе.

Эти эксперименты были проведены сравнительно недавно — уже после того, как титан стали применять в космической технике. Тогда, разумеется, не знали, что новый металл очень устойчив в вакууме, но и без того у титана имелось немало достоинств, которые и определили быстрый рост его применения в космической технике.