Этюды о металлах

«Ржа ест железо...»

Эта поговорка известна каждому. Все знают, что ржавчина - злейший враг железа. Попав во влажное место, оно начинает быстро разрушаться. Хотя более медленно, но также неуклонно разрушаются и другие металлы. В наше время придумано множество способов защиты металлов, однако коррозия ежегодно съедает одну десятую часть всего производимого металла. Она уничтожает предметы быта, машины, технические сооружения и произведения искусства, особенно расположенные на открытом воздухе.

В первой половине прошлого века архитектором К. Росси был сооружен Александрийский (ныне имени А.С. Пушкина) театр. Его украсила медночеканная скульптура, выполненная по проекту скульптора С. Пименова. Она изображала покровителя муз Аполлона, держащего в руке лиру и управляющего квадригой — колесницей, запряженной четверкой лошадей. Прошло более ста лет — и скульптура «заболела». Конечно, свое дело сделало время: влажный климат, выбросы заводов, фабрик, автомобилей. При обследовании скульптуры были даже обнаружены пробоины от пуль. Но все же она больше пострадала от ошибки, которая была допущена теми, кто изготовлял детали, а затем монтировал скульптуру над аттиком театра. Они не учли, что металлы, имеющие разные электрохимические потенциалы, несовместимы друг с другом. При попадании на них влаги, порой содержащей кислоты, они становятся электродами. Тот из них, который имеет низкий потенциал, окисляется и постепенно разрушается, подобно цинковым стаканчикам в батарейках для карманного фонаря. В данном случае разрушалось железо. А из него был сделан не только каркас, поддерживающий скульптуру изнутри, но и лира в руке Аполлона, дышло колесницы (оглобля между лошадьми при парной запряжке), а также некоторые другие детали.

Было установлено, что медь несовместима не только с железом, но также с алюминием. Если железо не уживается с медью и ее сплавами, то оно более покладисто к алюминию, цинку и олову. Олово в свою очередь несовместимо с алюминием. С остальными металлами оно совместимо только при пайке. Цинк совместим со многими распространенными металлами, за исключением меди и ее сплавов. Мало того, он так же, как и олово, активно защищает железо от коррозии.

Тонкую, как струна, алюминиевую проволоку легко разорвать руками, но не так-то просто сделать это с медной, а тем более стальной. Стальные струны гитары и балалайки при натяжении выдерживают огромные нагрузки. Стальная проволока прочнее, чем медная и алюминиевая.

В технике прочность на растяжение определяется в специальном приборе, на образцах, имеющих определенную форму и размеры. При этом с большой точностью определяется не только прочность, но и упругость, а также пластичность металлов и сплавов. В практике высокую прочность на растяжение должны иметь струны музыкальных инструментов, тросы подъемных устройств, провода линий высоковольтных электропередач.

Кроме прочности на растяжение, различают прочность на сжатие, изгиб, кручение и др. Все эти характеристики, прежде всего, имеют большое значение в технике.

Если полотно пилы согнуть под небольшим углом, а затем отпустить, оно скова выпрямится. Это свойство металла называется упругостью. Если бы пила не обладала упругостью, то она довольно быстро бы согнулась и помялась настолько, что пилить ею было бы невозможно. Упругий металл необходим для изготовления всевозможных пружин (для часов, игрушек, механических бритв и т.п.), амортизаторов в автомобилях, пружинящих контактов в электротехнике, булавок и застежек в ювелирном деле.

Пластичность противоположна упругости. Если при неточном ударе молотка сгибается гвоздь, никто не надеется, что он выпрямится без посторонней помощи. От удара на консервной банке остаются глубокие вмятины. Все это проявления пластичности металла.