Металлы и человек

Бериллиевые бронзы умеют стареть почти так же, как некоторые сплавы алюминия. Чтобы вызвать процесс старения, изделия из бериллиевой бронзы нагревают до 780–800 градусов, охлаждают в воде, а затем в течение нескольких часов подвергают отпуску при температуре 250–350 градусов. После закалки сплав становится очень пластичным, податливым, как глина. Но после отпуска пластичность исчезает, зато прочность возрастает в несколько раз. Если предел текучести у закаленной бериллиевой бронзы не превышает 16 кг на кв. мм, то после отпуска он поднимается до 128 кг на кв. мм.

И еще одно важнейшее применение бериллию нашли металлурги. Они насыщают этим металлом поверхностные слои стальных изделий в тех случаях, когда им надо придать особую твердость и стойкость против окисления при температурах до 800 градусов. Этот процесс называется бериллизацией. Он состоит в нагреве погруженного в порошок бериллия или его богатого соединения стального изделия до температуры около 1000 градусов.

Вот сколько важнейших применений нашел бериллий в металлургии!

А на него уже предъявляют свои права и ученые, работающие в области атомной энергетики.

Оказывается, и еще одним важнейшим свойством обладает этот металл: он замедляет пролетающие сквозь него нейтроны, но не поглощает их, поэтому он незаменимый материал атомной энергетики.

Немало желающих в самых разных областях техники и промышленности нашлось на бериллий. Но бериллий оказался редким металлом. Даже в берилле — полудрагоценном камне, лучшей руде бериллия— содержится всего около 5 процентов этого металла. Содержание же его в составе земной коры измеряется десятитысячными долями процента.

Так что же, поманив своими достоинствами, бериллий так и останется недоступной виноградной кистью из басни о лисе и винограде? Вряд ли. Бериллия на Земле все же, например, вдвое больше, чем свинца или кобальта.

И, действительно, едва разобрались в свойствах бериллия, как начала стремительно расти его добыча. Уже в 1932 году немецкая фирма Сименса выплавила 2 тонны этого драгоценного металла. В 1937 году в США было произведено около 7 тонн сплавов бериллия. А в 1959 году только в капиталистических странах было добыто 180 тонн бериллия.

Правда, у бериллия есть и отрицательные качества. Он очень твердый— при обыкновенной температуре царапает стекло (попробуйте обрабатывать такой металл резанием!). Он очень хрупок — ударьте молотком, и он рассыпется на куски; поэтому чистый бериллий не поддается ни прокатке, ни ковке, ни волочению. Только повысив температуру до темно-красного каления, можно, да и то в очень ограниченных пределах, ковать бериллий. И еще в сверхчистом виде имеет он некоторую пластичность.

Нелегко, конечно, иметь дело с таким упрямцем, не поддающимся никакому воздействию. Для того чтобы получить бериллиевую жесть, например, приходится прокатывать заготовки в герметических стальных контейнерах при температуре в 300 градусов.

Но и не таких упрямцев обламывали металлурги! Одним из средств усмирения их непокорных характеров является так называемая порошковая металлургия.

Порошковая металлургия

Это огромная уже сегодня и стремительно развивающаяся область металлургии.

Правда, в настоящее время всего лишь около 0,1 процента — тысячная часть от мирового производства металла — проходит стадию порошковой металлургии, но это еще не характеризует ее места в промышленности. Ведь каждый килограмм изделий методами порошковой металлургии эквивалентен нескольким килограммам металлических изделий, изготовленных резанием: в порошковой металлургии почти нет отходов, а при резании огромное количество металла идет в стружку. С другой стороны, один килограмм металлокерамических твердых сплавов, получаемых методом порошковой металлургии, заменяет десятки килограммов высоколегированной инструментальной стали.

Порошковая металлургия применяется в тех случаях, когда никакими другими способами нельзя приготовить из соответствующих материалов изделие с требующимися высокими свойствами.

Как, например, изготовить из сверхтвердого вольфрама, да к тому же еще имеющего температуру плавления в 3400 градусов, тончайший волосок электрической лампочки? Ни обработки резанием, ни волочения, ни прокатки здесь не применишь.

Как приготовить сплав двух металлов, имеющих резко различные температуры плавления — например меди (она плавится при 1083 градусах) и того же вольфрама?

Как изготовить материал, содержащий наряду с металлическими и неметаллические включения, например частицы корунда или алмазной пыли?

Как изготовить металлический вкладыш подшипника таким, чтобы всю его толщу пронизывали поры и чтобы общее количество их было (в процентном отношении) строго соответствующим заданному?

Из каких сплавов будут созданы они, межзвездные корабли послезавтрашнего дня?!