Сталь (от нем.Stahl) — технический сплавжелеза с углеродом (и другими составляющими элементами), который содержит не менее 45 % железа и 0,02-2,14 % углерода, придающего сплаву прочность и твёрдость, одновременно снижая пластичность и вязкость. Если содержание углерода в сплаве превышает верхний предел в 2,14 %, такой сплав уже называется чугуном.
Стали с высокими упругими свойствами находят широкое применение в машино- и приборостроении. В машиностроении их используют для изготовления рессор, амортизаторов, силовых пружин различного назначения, в приборостроении — для многочисленных упругих элементов, обладающих высоким сопротивлением малым пластическим деформациям: мембран, пружин, пластин реле, сильфонов, растяжек, подвесок... Самые ранние из известных образцов стали были обнаружены при раскопках в Анатолии (Турция), они датируются 1800 годом до нашей эры. В поэзии и художественной прозе сталь стала, прежде всего, символом твёрдости и стойкости.
...при низких температурах черные металлы, такие, как обычные железо и сталь, становятся исключительно хрупкими, почти как стекло, что, конечно, ведет к поломкам аппаратуры...[3]
...при сварке нержавеющей стали сварной шов имеет намного меньшую прочность, чем сама сталь. Чтобы улучшить свойства шва, в «нержавейку» стали вводить различные добавки. Лучшей из них оказался ниобий...[6]
...еще за 10 лет до того, как Форд узнал о существовании ванадиевой стали, французские инженеры выплавляли ее и получали высококачественные броневые плиты. Из этой стали были сделаны и первые пушки, установленные на самолётах.[7]
— Б. Казаков, Е. Грузинов, «Четырежды открытый». Элемент № 23: ванадий, 1969
...как явились вы, архангелы, херувимы и серафимы ― как это поётся: стальные руки-крылья и вместо сердца пламенный мотор, ― да начали рубить и жечь, так сразу же западный обыватель испугался до истерики и загородился от вас таким же стальным фюрером.[8]
— Юрий Домбровский, «Факультет ненужных вещей», часть пятая, 1978
— Давид Маркиш, «Стать Лютовым. Вольные фантазии из жизни писателя Исаака Бабеля», 2001
Открытие способности микролегирующих добавок ниобия одновременно повышать прочностные свойства и сдвигать в сторону более низких температур область хрупкого разрушения сталей явилось настоящим прорывом в металлургии.[10]
— Дмитрий Дробот, Татьяна Буслаева, «Редкие и платиновые металлы в XX-XXI вв.», 2001
Сталь в научной и научно-популярной прозе[править]
В бытность мою у Демидова на заводах прикащики жаловались, что косы у них делаютца весьма мяхки и для того де их не покупают, а сказали, что делают из их уклада, но я мню, что оному причина худоба их уклада, також мы видим, что здесь сталь делаетца весьма плоха, может, что здешния руды к тому неспособны. Того ради я нарочно оной тагильской и Благодати руд и Демидова железа и уклада привез по нескольку, которое отдал на здешней завод камисару опробовать, дабы вплоть, ис котораго сталь будет лучше. Сверх же того мне помнится, что мы на Уктус брали с Кунгура уклад и здешних заводов из разных руд в сталь пробы деланы при генерал-порутчике, токмо где те опыты и записки, не знаю, а ежели можно отыскать, весьма б изрядно, а наипаче чаю, что из руд крововиковых проб не делано. Того ради надлежит с Сысерского и Полевского рудников на сталь опробовать.[11]:316.
— Василий Татищев, «Ведение в канцелярию главного правления сибирских и казанских заводов о построении и содержании заводов на Кушве и Туре», 1735
Там, в Малой Азии, эллин познакомился впервые с тем металлом, который отныне занял первое место в его работе, ― с железом, металлом плуга и металлом меча. А впрочем, оно недолго оставалось предметом ввоза: открытие железных рудников в Беотии, на Эвбее и других гористых местностях позволило Греции обходиться собственными силами. Способ закалки стали, перенятый от загадочного понтийского народа халибов (отсюда сталь по-гречески ― chalybs), тоже скоро привился и стал работой кузнеца, который, однако, продолжал называться chalkeus, то есть «медником».[12]
При построении современных холодильных машин, в особенности машин для получения жидкого кислорода, воздуха и для азотно-кислородных разделительных устройств, необходимо применять исключительно цветной металл (латунь и пр.). Невозможность применения обычных сталей обусловливается не только тем, что они сильно коррелируют, но главное тем, что при низких температурах черные металлы, такие, как обычные железо и сталь, становятся исключительно хрупкими, почти как стекло, что, конечно, ведет к поломкам аппаратуры <...> Выход из этого положения я уже давно искал в возможности замены цветных сплавов так называемыми аустенитными сталями. Эти стали, в которых железо находится в аустенитовой модификации, замечательны не только своей исключительной прочностью, но также и тем, что они полностью сохраняют при низких температурах свою пластичность и коррелируют еще меньше, чем цветные металлы. Наиболее распространённая и хорошо освоенная за границей и у нас разновидность этой стали известна под маркой ЭЯ-1 (в основном сплав 8% никеля и 18% хрома, остальное железо).[3]
В конце двадцатых годов нашего века электро-и газосварка стали вытеснять клёпку и другие виды соединения узлов и деталей. Сварка повысила качество изделий, ускорила и удешевила процессы их сборки. Особенно перспективной сварка казалась при монтаже крупных установок, работающих в коррозионно-активных средах или под большим давлением. Но тут выяснилось, что при сварке нержавеющей стали сварной шов имеет намного меньшую прочность, чем сама сталь. Чтобы улучшить свойства шва, в «нержавейку» стали вводить различные добавки. Лучшей из них оказался ниобий и вот почему. Нержавеющей сталь делает добавка хрома, но при высокой температуре содержащиеся в стали хром и углерод взаимодействуют ― получается прочный, но хрупкий карбид хрома. Если же в стали есть ниобий, то при нагревании в реакцию с углеродом он вступает раньше хрома. Хром остается свободным и продолжает придавать стали высокие антикоррозионные свойства. Образовавшийся карбид ниобия упрочняет сталь, почти не меняя ее пластичности.[6]
Однако, еще за 10 лет до того, как Форд узнал о существовании ванадиевой стали, французские инженеры выплавляли ее и получали высококачественные броневые плиты. Из этой стали были сделаны и первые пушки, установленные на самолетах. Необходимость броневой защиты для пехоты и артиллерийских расчетов стала особенно очевидной в ходе первой мировой войны, когда пришлось столкнуться с орудийным и пулемётно-ружейным огнем невиданной прежде интенсивности. Первоначально для изготовления касок и щитов орудий применяли сталь с большим содержанием кремния и никеля, но испытания на полигоне показали ее непригодность. Сталь, содержащая всего 0,2% ванадия, оказалась более прочной и вязкой. К тому же она была легче. Хромованадиевая сталь еще прочнее. Она хорошо сопротивляется удару и истиранию. Кроме того, она обладает достаточно высокой усталостной прочностью. Поэтому ее стали широко применять в военной технике: для изготовления коленчатых валов корабельных двигателей, отдельных деталей торпед, авиамоторов, бронебойных снарядов. Стали, содержащие ванадий, не утратили своего значения и поныне. Элемент №23 придает стали такие качества, как прочность, легкость, устойчивость к воздействию высоких температур, гибкость.[7]
— Б. Казаков, Е. Грузинов, «Четырежды открытый». Элемент № 23: ванадий, 1969
...о причинах улучшения свойств стали ванадием многое известно достаточно полно и достоверно. Давно установлено, что расплавленная сталь поглощает много газов, прежде всего кислорода и азота. Когда металл остывает, газы остаются в слитках в виде мельчайших пузырьков. При ковке пузырьки вытягиваются в нити (волосовины) и прочность слитка в разных направлениях становится неодинаковой. Ванадий, введенный в сталь, активно реагирует с кислородом и азотом, продукты этих реакций всплывают на поверхность металла жидким шлаком, который удаляется в процессе плавки. Тем самым повышается прочность отливок. Оставшийся ванадий раньше других элементов взаимодействует с растворенным в стали углеродом, образуя твёрдые и жаростойкие соединения ― карбиды. Карбиды ванадия плохо растворяются в железе и неравномерно распределяются в нем, препятствуя образованию крупных кристаллов. Сталь получается мелкозернистой, твердой и ковкой. Структура ванадиевой стали сохраняется и при высоких температурах. Поэтому резцы из нее меньше подвержены деформациям в процессе обработки детали на больших скоростях, а штампы незаменимы для горячей штамповки. Мелкокристаллическая структура обусловливает также высокую ударную вязкость и большую усталостную прочность ванадиевой стали. Практически важно еще одно ее качество ― устойчивость к истиранию.[7]
— Б. Казаков, Е. Грузинов, «Четырежды открытый». Элемент № 23: ванадий, 1969
Так, изменение размеров движущихся частей часового механизма с переменой температуры привело бы к изменению хода часов, если бы для этих тонких деталей не применялся особый сплав-инвар (инвариантный в переводе означает неизменный, отсюда и название «инвар»). Инвар ― сталь с большим содержанием никеля ― широко применяется в приборостроении. Стержень из инвара удлиняется лишь на одну миллионную долю своей длины при изменении температуры на 1° С. Ничтожное, казалось бы, тепловое расширение твердых тел может привести к серьезным последствиям.[13]
Транспортировку нефтегазовых продуктов из районов Крайнего Севера осуществляют по трубам большого диаметра, работающих при пониженных температурах и под повышенным давлением. Их изготавливают из легированных ниобием сталей. Открытие способности микролегирующих добавок ниобия одновременно повышать прочностные свойства и сдвигать в сторону более низких температур область хрупкого разрушения сталей явилось настоящим прорывом в металлургии. В машиностроительных конструкциях, трубопроводах, судах, автомобилях применение ниобийсодержащих сталей уменьшает вес изделий на 20-30% и увеличивает срок их службы в 1,5-2 раза.[10]
— Дмитрий Дробот, Татьяна Буслаева, «Редкие и платиновые металлы в XX-XXI вв.», 2001
Темно-зеленый нефрит довольно красив: он состоит из мельчайшего переплета нитей и волокон минерала актинолита. Благодаря этому переплету нефрит не только сохраняет значительную твёрдость, но и получает совершенно исключительную вязкость и прочность. И верно: самым лучшим стальным молотком трудно отбить кусочек от нефритовой скалы или обломка.[1]
Сюда же ползут платформы угля, цистерны нефти; на полках вагонов трясутся студенты, положив под голову связку книжек и мешок домашней антоновки; возвращаются загорелые, сытые курортники с ящиками винограда. Вся страна в движении, все отдано на потребу этому городу ― только не обмани, научи, переделай головы и сердца, дай разумную сталь и стальную мысль, перестрой жизнь так, чтобы она стала еще краше, чем сейчас, в тысячу раз милее и краше! И город не обманет. Вот он отдыхает тут, внизу, спокойный и тучный.[14]
Никто не посмеет бросить камень в русскую артиллерию, никому не придет в голову упрекнуть бывший русский артиллерийский комитет в недостатке специалистов, достигнувших высокого уровня технических познаний. Имена и труды многих членов этого ученого учреждения остались достоянием мировой химии и оружейной промышленности. Однако для удовлетворения требовании русского артиллерийского комитета понадобилось бы не только специальное оборудование, специальные сорта стали, но и соблюдение таких минимальных допусков, которые были невыполнимы при массовом производстве в военное время.[15]
Француженки, приглашенные с биржи труда, чтобы чистить статую, такелажника Никиту звали мосье Никита. Стреляли глазами. Наши рабочие были в синих комбинезонах и в беретах. Сталь бесцветна и может принимать все оттенки дня. На заре она розовая, в грозу ― грозовая, утром и вечером ― золотая. На физкультурном параде несли макет павильона со статуей, которую изображали живые юноша и девушка. Не скажу, чтобы это было красиво, но энтузиазма здесь много.[5]
— Пошла работа… Минута, ну ― две минуты самое большее… Сердце не выдерживает этого ужаса… У врага волосы дыбом… И враг повертывает коней… Тут уж ― руби, гони… Пленных нет… Глаза его блистали, как сталь, стальная шашка свистела по воздуху… Ольга Вячеславовна с похолодевшей от волнения спиной глядела на него, упираясь острыми локтями в колени, прижав подбородок к стиснутым кулачкам… Казалось: рассеки свистящий клинок ее сердце ― закричала бы от радости: так любила она этого человека… Зачем же он щадил ее? Неужели в нем была одна только жалость к ней?[16]
Отсюда, с властной высоты, адмиральский флаг молчаливо подтверждает волю адмирала, объявленную пестрым трепетом сигнальных флагов. И здесь, на этом синем кресте, столетиями распято понятие человек. Нет людей на этом острове плавающей стали. Сталь любит числа. Она родилась на заводах в числах градусов, в числах атмосфер, в числах тонн. Сквозь числа формул и числа чертежей она прошла великий машинный путь и вновь обрела числа: 26000 тонн водоизмещения; 42000 лошадиных сил в турбинах; 592 фута длины; 40000000 рублей затрат; 12 двенадцатидюймовых орудий; 1186648 заклепок; 1186 матросов; 39 офицеров...[2]
Вымазанные сажей мальчики стояли около мехов, раздувая в горнах угли, и бегали с деревянными ведрами за водой. Хозяин Кары-Максум, толстый и широкоплечий, с выкрашенным красной краской концом седой бороды, поругивая рабочих, сидел на глиняной завалинке, покрытой обрывком ковра, и отвечал на приветствия прохожих. Возле него двое рабов, один молодой, с выжженным тавром на лбу (за то, что пытался бежать), другой старый, с равнодушным закоптелым лицом, равномерно били небольшими молотками по пучку железной проволоки. Они делали самую ценную работу: не накаливая клинка на углях, вырабатывали «холодным способом» знаменитую узорчатую дамасскую сталь ― «джаухар».
― Ты чего сюда пришел? Заворачивай обратно! ― крикнул хозяин.[17]
Он отмахивался шашкой, вьюном вертелся в седле, оскаленный, изменившийся в лице, как мертвец. Иванкова концом палаша полоснули по шее. С левой стороны над ним вырос драгун, и блекло в глазах метнулся на взлете разящий палаш. Иванков подставил шашку: сталь о сталь брызгнула визгом. Сзади пикой поддели ему погонный ремень, настойчиво срывали его с плеча. За вскинутой головой коня маячило потное, разгоряченное лицо веснушчатого немолодого немца. Дрожа отвисшей челюстью, немец бестолково ширял палашом, норовя попасть Иванкову в грудь.[18]
― Вот, смотри! ― Он протянул уйгуру меч с золотой рукояткой. Половина ножен отвалилась при спуске, из-под растрескавшейся бурой корки блестела драгоценная голубая сталь ― сталь легендарных персидских оружейников, секрет изготовления которой ныне утрачен. Старик опустился на колени, не притрагиваясь к мечу.
― Что же ты? Бери, смотри, ― повторил геолог.
― Нет, ― затряс головой уйгур, ― никакой человек не смеет брать такой шемшир, только батуры, как ты…[19]
― А так, очень просто. При Ленине Гитлер был бы невозможен. При Ленине он ведь в тюрьме сидел да мемуары сочинял… При Ленине только этот шут гороховый, Муссолини, мог появиться. Но как явились вы, архангелы, херувимы и серафимы ― как это поётся: стальные руки-крылья и вместо сердца пламенный мотор, ― да начали рубить и жечь, так сразу же западный обыватель испугался до истерики и загородился от вас таким же стальным фюрером.[8]
— Юрий Домбровский, «Факультет ненужных вещей», часть пятая, 1978
― Блестящие. Из чистого золота. Вот у вас во рту я вижу несколько таких зубов.
― А, да, ― несколько растерянно вымолвила Дора Ароновна. ― Я как-то никогда над этим не задумывалась. Варварские…
― О да! ― подхватил Лембке. ― Поверьте мне, это так интересно. Моя тетя говорила, что иногда встречаются и железные зубы. Человек с железными зубами ― это просто восхитительно.
― Это не железные, ― с чувством мимолетной обиды к европейцу возразила Дора Ароновна. ― Это сплав такой специальный, как нержавеющая сталь.
― Человек с зубами из нержавеющей стали ― это еще лучше, ― сказал Лембке. ― Как кастрюля.[9]
— Давид Маркиш, «Стать Лютовым. Вольные фантазии из жизни писателя Исаака Бабеля», 2001
Те ушли, и одинокий устремился витязь вдаль.
Тело сходно было с пальмой, сердце было словно сталь;
Было радостей прошедших быстроскачущему жаль,
Из нарциссов ливень грянул на тускнеющий хрусталь.
Иль как на лён, на шёлк, цвет, пестрота и лоск,
Все прелести, красы, берутся с поль царицы;
Сталь жесткая, глядим, как мягкий алый воск,
Куется в бердыши милицы.[20]
Сталь подчиняется покорно:
Её расплющивает молот,
Её из пламенного горна
Бросают в леденящий холод.
И в этой пытке,
И в этой пытке,
И в этой пытке многократной
Рождается клинок булатный.
— Михаил Донской, романс Теодоро из фильма «Собака на сене», 1977
Насилье точит сталь,
Но сталь его не вечна,
А ты душою крепче стали стань.
Когда чиста рука, а цели человечны,
Рука крошит отточенную сталь.
↑ 12Л. С. Соболев, «Капитальный ремонт» — М.: Художественная литература, 1989 г.
↑ 12Капица П. Л. Отчеты (1939-1941 гг.) — М.: «Химия и жизнь», №№ 3-5, 1985 г.
↑ 12А.А. Ахматова. Собрание сочинений в 6 томах. — М.: Эллис Лак, 1998 г.
↑ 12Тоом Л., Бек А.. «Устные воспоминания Веры Мухиной»: — М.: «Искусство», №8, 1957 г.
↑ 12Борис Горзев. Что вы знаете и чего не знаете о ниобии и его соединениях (редакционная колонка). — М.: «Химия и жизнь», № 3, 1968 год
↑ 123Б. Казаков, Е. Грузинов, Элемент № 23: ванадий (Четырежды открытый). ― М.: «Химия и жизнь», № 4, 1966 г.
↑ 12Домбровский Ю.О. Собрание сочинений: В шести томах. Том пятый. — М.: «Терра», 1992 г.
↑ 12Давид Маркиш, «Стать Лютовым. Вольные фантазии из жизни писателя Исаака Бабеля». — М., «Октябрь», 2001 г, №1.
↑ 12Дмитрий Дробот, Татьяна Буслаева. Редкие и платиновые металлы в XX-XXI вв. — М.: «Российский химический журнал», Том XLV, № 2 за 2001 г. — Химия на рубеже столетий (часть III).
↑В.Н.Татищев «Научное наследство», том 14: Записки. Письма 1717―1750 гг.. — М.: «Наука», 1990.
↑Зелинский Ф.Ф. «История античной культуры». — СПб.: Марс, 1995 г.
