легко было отлить литеры, и в то же время достаточно твердым — иначе литеры износятся прежде, чем будет отпечатан весь тираж. При этом металл должен точно воспроизводить форму, в которой отливаются литеры. Среди чистых металлов нет такого, в котором сочетались бы все заданные свойства. Свинец легкоплавок, но слишком мягок, его можно царапать даже ногтем. Сурьма легкоплавка и достаточно тверда, но слишком хрупка.
Сплав же свинца с сурьмой и незначительным количеством олова обладает плавкостью свинца и твердостью сурьмы, но не хрупок, как она. В момент затвердевания этот сплав слегка расширяется и поэтому точно воспроизводит форму, в которой отлит. Вся эта сумма свойств, а не каждое в отдельности и делает наш сплав — гарт — почти незаменимым типографским металлом.
Не подумайте, что при сплавлении металлов их свойства просто складываются или же что свойства сплавов представляют что-то среднее между свойствами сплавленных металлов. Гарт, например, плавится при более низкой температуре, чем каждый из входящих в него металлов. Еще более легкоплавки припои; они соединяют, спаивают металлические части. А ведь припой состоит из тех же самых металлов — свинца, олова и сурьмы. Так, простейший из припоев — третник (одна треть свинца и две трети олова) плавится при 183°, в то время как точка плавления свинца 327°, олова 232°. Особенно легкоплавки сплавы висмута, хотя сам он плавится лишь при 271°. Из висмутового сплава (точка плавления всего 60°) изготовляют кольца, удерживающие пробки в водопроводной сети, проложенной по потолку здания. При возникновении пожара кольца плавятся, напор воды вышибает пробки и воде открывается путь к огню. Такую сеть устраивают в театрах, на складах горючих материалов, на деревообделочных и текстильных предприятиях.
Сплавляя одни и те же металлы, но в разной пропорции, можно получить сплавы с разными свойствами и разного назначения.
Корпус ручных часов чаще всего изготовляют из нержавеющей стали, а пружину — уж обязательно из элинвара. И то и другое — сплавы железа с хромом, никелем и углеродом. Но в состав нержавеющей стали входит 18% Cr, 8% Ni, а в состав элинвара — 12% Cr, 36% Ni.
Каждый день, заводя часы, вы закручиваете часовую пружину. Заведенная пружина раскручивается, тянет шестеренки-колесики — часы идут. Многие годы и изо дня в день, 365 раз
в году скручивается и раскручивается пружина, не утрачивая упругости.
При другом соотношении тех же составных частей, например 15% Cr, 60% Ni, получается нихром — сплав с низкой электропроводностью и высокой жаропрочностью. Он применяется в электронагревательных устройствах (например, в электроплитках).
Сплав того же железа с 48% Ni обладает одинаковым со стеклом и платиной коэффициентом расширения при нагревании. Это платинит. Без платинитовой проволочки, впаянной в стеклянную оболочку электролампочки, нельзя было бы подвести ток к нити накала, так как другие металлические материалы при изменении температуры расширяются либо больше, либо меньше, чем стекло, и сцепление металла со стеклом нарушается.
Состав, свойства и назначение сплавов чрезвычайно разнообразны. Но в современной технике чаще всего применяют сплавы, в основе которых самый дешевый и доступный металл — железо.
ЧЕМ ЧУГУНЫ ОТЛИЧАЮТСЯ ОТ СТАЛЕЙ
Железа добывают из недр земли больше, чем любого другого металла. Но чистое железо вы вряд ли видели. Этот серебристый металл слишком мягок, а поэтому малопригоден для технических изделий (за исключением сердечников электромагнитов).
Сплавы железа — чугуны и стали — очень отличаются друг от друга своими свойствами. Как ни старайтесь, вам не удастся согнуть чугунный стержень, при большом усилии он не выдержит — сломается, но не согнется. Лезвие же стального обеденного ножа сгибается и снова выпрямляется. Чугун хрупок, а сталь упруга. Впрочем, упругость стали имеет свой предел: лезвие ножа нельзя согнуть в дугу — оно сломается.
Металлурги изготовляют сотни разнообразных сортов («марок») стали, десятки сортов чугуна. Во всех непременно содержится углерод. Поэтому и сталь и чугун называют железоуглеродистыми сплавами.
В чугунах более 2% углерода, в сталях — менее 2%, и совсем мало его в мягких сталях, в ковком железе. Из ковкого железа прокатывают листы кровельного железа, протягивают проволоку, из железной проволоки изготовляют гвозди.
443