поддержка
проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку!И мы
разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на
e-mail
Статистика
Сталь. Гадфильда быстро получила признание
металлургов и машиностроителей. Благодаря высокой износостойкости ее
начали применять для изготовления тех деталей, которые в процессе
эксплуатации истираются при значительном удельном давлении,-рельсовых
крестовин, щек дробилок, шаров шаровых мельниц, гусеничных траков и т.
п. Самое удивительное заключалось в том, что под действием нагрузок эта
сталь становилась все тверже и тверже. Причина такого странного явления
заключается в следующем. После литья в марганцовистой стали по границам
зерен выпадают избыточные карбиды, снижающие ее прочность. Поэтому сталь
необходимо подвергать закалке, в результате которой пограничные карбиды
растворяются в металле. Во время службы детали вследствие наклепа (под
действием нагрузок) в поверхностном слое выделяется углерод - именно
этим и объясняется упрочнение стали.
Не мудрено, что сталью Гадфильда очень заинтересовались фирмы,
выпускающие сейфы и замки.
Свойством самоупрочняться обладает и марганцовистый чугун. Так,
экскаваторы, на которых были установлены подшипники из этого чугуна,
находились в эксплуатации без ремонта вдвое дольше, чем их "собратья" с
бронзовыми подшипниками.
В металлургии марганец широко применяют для раскисления и десульфурации
стали. Как легирующий элемент он входит в состав пружинных сталей,
сталей для нефте- и газопроводных
труб, сталей с немагнитными свойствами... впрочем, вряд ли нужно
перечислять стали, содержащие марганец: в том или ином количестве
элемент, открытый Ганом, присутствует буквально во всех сталях и
чугунах. Не случайно ведь его называют вечным спутником железа. Да и в
Периодической системе элементов они занимают соседние клетки № 25 и 26.
(Вместе с железом марганец попадает даже... в зубы акулы, но об этом
речь пойдет ниже).
После того, как в 1917 году русские ученые С. Ф. Жемчужный и В. К.
Петрашевич обнаружили, что уже незначительные добавки меди (около 3,5%)
придают марганцу пластичность, металлурги стали проявлять интерес и к
марганцевым сплавам.
В современной технике применяют большое число манганинов - сплавов
марганца, меди и никеля, обладающих высоким электрическим
сопротивлением, практически не зависящим от температуры. На способности
манганина изменять сопротивление в зависимости от давления, которое
испытывает сплав, основан принцип действия электрических манометров. В
тех случаях, когда нужно измерить давление, например, в несколько
десятков тысяч атмосфер, воспользоваться обычным манометром не удается:
жидкость или газ под таким напором вырываются сквозь стенки
манометрической трубки, как бы прочна она ни была. Электрический же
манометр успешно справляется с этой задачей: измеряя
электросопротивление манганина, находящегося под определяемым давлением,
можно по известной зависимости вычислить давление с любой степенью
точности.
Манганины обладают еще одним ценным свойством -демпфированием, т. е.
способностью поглощать энергию колебаний. Если бы какому-нибудь чудаку
пришла мысль отлить из манганина колокол, то с его помощью вряд ли
удалось бы собрать вече: вместо набатного звона манганиновый колокол
издавал бы лишь короткие глухие звуки.
Но если для колокола "молчание" - явный недостаток, то для
железнодорожных или трамвайных колес, рельсовых стыков и многих других
"звучащих" деталей умение "держать язык за зубами", не создавая никому
не нужный грохот, - очевидное достоинство. В кузнечных штамповочных
металлообрабатывающих цехах с помощью "немых" сплавов можно значительно
уменьшить вредные производственные шумы. Наибольшей способностью "не
поднимать шум" отличаются сплавы, содержащие 70% марганца и 30% меди.
Некоторые из них по прочности не уступают стали.
Интересно, что марганцевая бронза - сплав марганца с медью - может
намагничиваться, хотя ни тот, ни другой компонент в отдельности не
проявляют магнитных свойств.
В последние годы широкую известность приобрели сплавы с "памятью" (о
самом известном из них - нитиноле - рассказано в очерке "Медный
дьявол"). Число таких сплавов с каждым годом растет. Не так давно ученые
Института металлургии им. А. А. Байкова под руководством
члена-корреспондента Академии наук СССР Е. М. Савицкого разработали
сплав на основе марганца (с добавкой меди), который по способности
"помнить" свою прежнюю форму превосходит даже знаменитый нитинол. Сплав
прост в изготовлении, легко подвергается обработке и, несомненно, найдет
немало интересных областей применения.
При получении сверхчистого азота долгое время приходилось в качестве
катализатора применять такие дорогие металлы, как платина и палладий. В
Институте неорганической химии и электрохимии Грузинской Академии наук
недавно разработан способ, при котором роль катализатора с успехом
выполняет марганец. На Руставском заводе синтетического волокна уже
создана уникальная промышленная установка для получения из воздуха
идеального азота, который необходим для производства капрона.
С одним из соединений марганца - перманганатом калия, или, попросту
говоря, "марганцовкой", - мы познакомились еще в детстве: в качестве
дезинфицирующего средства оно служит для промывания ран, полоскания,
смазывания ожогов. В химических лабораториях марганцовокислый калий
широко применяют при количественном анализе - перманганатометрии.
Подобно многим элементам, марганец совершенно необходим для нормального
развития животных и растительных организмов. Обычно содержание в них
марганца не превышает нескольких тысячных долей процента, однако
некоторые представители флоры и фауны проявляют к этому элементу
повышенный интерес. В организме рыжих муравьев, например, содержится до
0,05% марганца. Еще богаче им ржавчинные грибы, морская трава, водяной
орех (до 1%). В некоторых же видах бактерий содержание марганца доходит
до нескольких процентов. В крови человека присутствует 0,002 -0,003%
марганца. Суточная потребность в нем человеческого организма составляет
3-5 миллиграммов.
Поскольку речь зашла о растениях и животных, пора вспомнить и о рыбах -
точнее, о той самой акуле, о которой уже говорилось выше. Ученые
подвергли исследованию зуб этого морского хищника, пролежавший на дне
океана несколько тысяч лет. И оказалось: зуб хорошо сохранился, но весь
оброс соединениями железа и марганца. Какими путями они попали сюда?
Еще в прошлом веке, а точнее в 1876 году, британский трехмачтовый
парусник "Челленджер", в течение трех лет бороздивший с научными целями
моря и океаны, среди прочей "добычи" привез в Англию загадочные
шишковидные образования темного цвета, поднятые с различных участков
морского дна. Поскольку главной составной частью "шишек" был марганец,
их стали называть "марганцевыми почками", или, выражаясь более научно,
железо-марганцевыми конкрециями. Последующие экспедиции показали, что
громадные скопления "марганцевых почек" покоятся во многих местах
океанского дна.
Однако до середины XX века никто не проявлял к ним особого
интереса. И лишь в последние годы в связи с относительным дефицитом
марганцевой руды подводные богатства приковали к себе внимание ученых.
Районы залегания этих конкреций были тщательно изучены - результаты
оказались ошеломляющими. По предварительным (и, можно смело добавить,
скромным) подсчетам, только в Тихом океане скопилось примерно 100
миллиардов (!) тонн прекрасной железно-марганцевой руды. Именно руды:
ведь содержание марганца в ней доходит до 50%, а железа - до 27%.
(Концентраты некоторых конкреций содержат 98% двуокиси марганца и могут
быть использованы без дальнейшей переработки, например, в производстве
электрических батарей).
Не меньшими богатствами располагает и Атлантический океан. А совсем
недавно экспедицией советских ученых на "Витязе" железо-марганцевые
конкреции обнаружены и на дне Индийского океана. Расчеты показывают, что
и этот океан не беднее своих "коллег".
Как полагают океанологи, конкреции возникли в результате концентрации
минеральных веществ из водных растворов вокруг какого-либо тела.
Некоторые ученые считают, что здесь дело не обошлось без участия морских
бактерий- "микрообогатителей". Недавно ленинградские биологи обнаружили
не известные ранее виды так называемых металлогенических бактерий,
способных извлекать из воды и концентрировать марганец. В лабораторных
условиях "подводные металлурги" проявили завидную работоспособность: за
две-три недели они создавали марганцевые конкреции величиной со
спичечную головку. Если учесть, что сами эти "труженики" едва различимы
под микроскопом, то такую производительность нельзя не признать весьма
высокой.
