Железо - Манфред Лэеккерт

Садятся резцы из самых лучших инструментальных сталей. Эту сталь невозможно ни резать, ни фрезеровать, ни строгать.

Ассистент повторил эти слова несколько раз, хоз у Роберта Гадфильда не было оснований не доверят этому толковому и надежному парню. Они направите в механическую мастерскую.

Образец марганцовистой стали все еще был зажат на токарном станке. Ассистент включил его, и в тот момент, когда резец достиг образца, раздался сильный скрежет, от которого Роберт вздрогнул и махнул рукой ассистенту, чтобы тот прекратил обработку.

В последующие дни и недели Гадфильд и его ассистент практически не покидали завод. Они испытывали на ковкость различные стали, содержавшие до 20 процентов марганца. Предпринимались попытки закаливать сталь Гадфильда в различных средах, но тщетно; Она оставалась мягкой. Когда ее подвергали холодной ковке, то участки, на которые приходились удары молота, становились твердыми, и чем больше была степень деформации, тем тверже становилась сталь. При обработке напильником наблюдалось аналогичное явление. Сопротивление металла под напильником росло по мере надавливания: чем сильнее был нажим, тем больше сопротивление. Проведя все эти исследования, Гадфильд и его помощник перестали удивляться поведению стали при обработке со снятием стружки.

В 1883 году Роберт Гадфильд запатентовал марганцовистую сталь. Вокруг разгорелись страсти. Многие не верили в необычные свойства стали и предполагали обман или некомпетентность. Но факты оставались фактами, а человечество получило сталь, сопротивляемость которой нагрузкам росла по мере их увеличения. Это был идеальный материал для сейфов, предохранительных решеток, для высоконагружаемых деталей машин и подверженных усиленному износу участков машин и механизмов. Но вряд ли кто сегодня вспомнит изобретателя марганцовистой стали, когда, например, едет в трамвае и тот со скрежетом и визгом проходит по стрелкам или круто поворачивает.

Роберт Гадфильд без сомнения принадлежит к плеяде тех последних крупных изобретателей нового времени, в которых органически сочетались стремление к техническому прогрессу и капиталистическое предпринимательство. Его имя неразрывно связано с внедрением в технику специальных легированных сталей. Сталь Гадфильда является первой аустенитной сталью, примененной на практике. Атомы железа в кристаллах этой стали расположены так, как в чистом железе при высоких температурах. Умер Гадфильд в 1940 году.

С изобретением марганцовистой стали широкое развитие получили исследования взаимосвязи структуры сплавов на основе железа и их свойств. Но еще до познания этой связи химики и металлурги эмпирическим путем создали стали с особыми свойствами. Затраты на эти работы были значительными. Более двух десятилетий продолжались систематические исследования, которые проводили два американца, прежде чем они смогли представить специалистам новую инструментальную сталь, превосходящую по своим свойствам все ранее известные стали. На Всемирной выставке 1900 года специалисты впервые услышали о быстрорежущей стали Фредерика Винслоу Тейлора.

Выставка проводилась в Париже и по своему великолепию должна была превзойти все виданное до сих пор. Это должен был быть супершоу искусства и культуры, науки и технического прогресса. Так было задумано. Взоры всего мира были обращены к Парижу, и тот, кто это мог себе позволить, отправлялся туда.

Гигантские выставочные павильоны располагались вдоль берегов Сены между Плас де ла Конкорд, Марсовым полем и Трокадеро. Было выставлено все, чем располагал мир и что можно было показать. Величественное и возвышенное сменялось вызывающе спесивым и безвкусным, подлинные произведения высокого искусства соседствовали с низкопробными, действительные ценности — с мнимыми. В павильоне электротехники был великолепный, украшенный подобно византийской церкви иллюзионный зал, расточительно освещавшийся множеством ламп накаливания. Над всем по-прежнему доминировала Эйфелева башня — сенсация Всемирной выставки 1889 года. К счастью, она сохранилась. А ведь сколько было предложений! Одни хотели ее использовать в качестве каркаса для гигантской статуи Орлеанской девы, а другие — демонтировать, чтобы освободить место под клумбу. Громадная модель земного шара в виде глобуса соседствовала с этой стройной ажурной башней, что явно противоречило всем нормам эстетического восприятия и шокировало посетителей. Повсюду Царил гигантизм. На берегу Сены между выставочными павильонами Турции и Австрии возвышался дворец Соединенных Штатов Америки, по своей архитектуре напоминавший Белый Дом в Вашингтоне. Это была смесь великолепия, спеси и назойливой архитектуры, может быть, именно поэтому он вписывался в общую картину В павильоне США, как и на всей выставке, было невероятное обилие экспонатов. Никто не оставался равнодушным. Выставка действительно покорила всех.

Понятно, что при таком обилии мнимых и истинных сенсационных достижений те или иные новшества, которые неминуемо должны были оказать воздействие на целые технические области или даже революционизировать их, узнавались и по достоинству оценивались только специалистами. К таким новшествам, безусловно, относились инструментальные стали фирмы «Бетлехем Стил», внедрение которых в значительной степени способствовало техническому прогрессу.

Фредерик Тейлор и его друг, химик по образованию и призванию, Монсель Уайт работали на сталеплавильных заводах фирмы «Бетлехем Стил» в Филадельфии — крупнейшем городе штата Пенсильвания (США). Как и у Роберта Мюшета, неожиданности были связаны с вольфрамом, которым легировали инструментальную сталь. Идея дополнительно легировать эту сталь хромом родилась по особым причинам. Во второй половине XIX века промышленные страны начали беспрецедентную гонку вооружений. Образовались крупные концерны, занимавшиеся производством оружия, во главе которых стояли такие промышленники, как Армстронг в Англии, Шнейдер и Крезо во Франции, Крупп в Германии, Карнеги в США. Эти концерны выпускали пушки и бронированные колпаки, морские артиллерийские орудия и военные корабли. Потребность в снарядах, торпедах и стрелковых боеприпасах выросла до беспредельных размеров и везде требовалась сталь, сталь, сталь… Чем качественнее была сталь, тем лучше было оружие. Особенно заметную роль качество стали играло в соревновании между броней и снарядом. И для того, и для другого начали применять легированную сталь, как только она появилась. Во Франции Я. Хольтцер рекомендовал и для брони, и для снарядов применять сталь, легированную хромом. Еще на Всемирной выставке 1878 года металлургическая общественность узнала, что хромистая сталь превосходит все ранее созданные и применявшиеся: такую закаленную сталь не брала ни одна другая. Это и натолкнуло Тейлера и Уайта на мысль легировать вольфрамовую сталь хромом. Новая чудо-сталь содержала не менее восемнадцати процентов вольфрама и четыре процента хрома. Толпы специалистов заполняли механическую мастерскую, когда шла демонстрация этой стали. С восхищением они наблюдали, как раскаленный докрасна резец из этой стали не терял стойкости при обработке заготовки из другой стали. Скорости резания были в четыре раза больше обычных. Восторгам не было конца. Так начал свое победоносное шествие резец из быстрорежущей стали. Однако вскоре появились и первые критические высказывания. Дело было в том, что из-за резкого увеличения скорости резания начали выходить из строя и разрушаться токарные станки, не имевшие необходимого паса прочности. Замена изношенных подшипников и ходовых винтов требовала затрат, превосходивших прибыль, которую давало применение повышенной скорости резания. Потребовалось полное обновление парка токарных и фрезерных станков, причем станки строились более тяжелые, с большим запасом прочности.

Многие отрасли промышленности испытывали потребность в высококачественных сталях. Уже во время! Крымской войны союзный флот использовал деревянные корабли, бронированные стальными плитами, а в 1861 году со стапелей английской верфи сошел первый военный корабль, полностью изготовленный из стали. Это был «Warrior», то есть «Воин», за которым последовали корабли, бронированные не только более толстыми стальными плитами, но и плитами из стали легированной хромом и никелем. Особенно ценные свойства придал стали никель, поэтому никелевые стали успешно конкурировали с хромистыми.

На весенней 1889 года сессии Iron and Steel Institute инженер Джон Райли из Глазго сделал сообщение, о созданной им никелевой стали. Ровно десять лет прошло с того дня, когда с этой же трибуны Сидни Джилькрист Томас обнародовал свой способ продувки чугуна. Джон Райли присутствовал при этом и тоже выступал с сообщением, в котором говорилось о способе продувки чугуна, сходном с томасовским. Заявки на аналогичные методы поступали и от других изобретателей. В споре за приоритет изобретатели боролись прежде всего за финансовые интересы, а не за славу. В качестве третейского судьи для решения спора пригласили авторитетного голландского физика сэра Уильяма Томсона, жившего в Глазго. По его решению Джону Райли отчислялось 12,5 процента из прибыли, которую приносил томасовский процесс внутри страны, и 15 процентов от прибыли, получаемой за ее пределами. Эти проценты сделали его богатым человеком, а слава тогда пришла к Томасу.