Порошковая металлургия

Сб, 03/01/2014 - 20:36

Вольфрамовая нить крупным планом

Прочные высокоточные детали, изготовленные методом порошковой металлургии

Высокопрочное сверло — продукт порошковой металлургии



В далекие 60-е годы в нашей школе на уроках труда изучалось слесарное дело. Однажды, получив очередной циркуляр от министерства образования, преподаватель, учивший нас слесарить, поспешил, согласно инструкции, занять нас техническим творчеством. Мне с напарником «выпала честь» изготовить мощные ножницы для резки металла. Режущими деталями должны были стать рессоры от грузовика. Для этого нужно было по шаблону высверлить заготовки этих деталей. Перемычки разрубить зубилом. И начались наши мучения. Сверла, которые выдавал нам преподаватель, ломались после первого же отверстия. После того, как мы узнали, откуда у нас растут руки и кто мы вообще такие, сверла стали доживать до пятой дырки. В конце концов, так и не закончив высверливание первой выкройки, преподаватель был вынужден прекратить наши мучения. Запас сверл кончился.
Есть мудрая народная пословица: «скупой платит дважды»...

Металлургия стали как производство возникла примерно три с половиной тысячи лет назад в районе Суэцкого залива (Сирия, Египет). Железо в те времена получали так называемым сыродутным процессом. Температура, достигаемая в этом процессе, не позволяла получить расплавленный металл. Губчатая масса проковывалась, из нее «выжимались» примеси, отдельные кусочки чистого железа сваривались в единый монолитный слиток. Эти технологические приемы можно считать предшественниками порошковой металлургии. Шло время, металлургия совершенствовалась. На рубеже ХIII и ХIV вв. н. э. получило развитие получение стали путем рафинирования чугуна: началась эпоха ее массового производства. О сыродутном процессе забыли. 1855 г., 1864 г., 1877 г. (бессемеровский, мартеновский, томасовский) — один за другим изобретаются процессы, позволяющие производить просто ошеломляющее количество стали. Металлургические заводы превращаются в монстров, потребляющих бессчетное количество сырья, топлива, рабочей силы. И наконец — открытие электродугового процесса (1900), затем кислородно-конверторного (1952) привели к тому, что заводы стали выпускать миллионы тонн стали в год, а сами занимать площади, сравнимые с городскими. Ночью над этими монстрами полыхает огненное зарево, днем они окутываются дымом самых причудливых цветов: от ядовито-желтого до ржаво-бурого. Жить рядом с такими заводами становится вредно для здоровья.

«Пусть будет больше чугуна и стали на душу населения страны». Может быть, изобилие дешевой стали и породило самые кровавые войны, которые уносили миллионы этих душ в могилу.
Двухступенчатый процесс производства стали, когда сначала мы из руды получаем чугун, а потом из чугуна выплавляем сталь, при всех своих достоинствах обладает рядом серьезных недостатков. Ведь что мы делаем. Сначала, как и в сыродутном процессе, восстанавливаем из руды железо. И тут же в доменной печи начинаем нашпиговывать его нужными и ненужными примесями. Углерод, марганец, кремний и абсолютно нежелательные сера и фосфор. Затем в сталеплавильном цехе принимаемся все эти примеси выжигать кислородом. Опять же и нужные, и ненужные. Полупродукт, который льется из конвертера или мартеновской печи — это пока еще не сталь. В нем нет нужных элементов, зато в избытке растворенного в металле кислорода. Сталь, говорят сталевары, надо раскислить. Забрать из металла лишний кислород, а заодно и добавить необходимые легирующие элементы. И вот тут-то сталеплавильщикам и приходится считаться с недостатками традиционной металлургии. Некоторые легирующие элементы (марганец и кремний) хорошо усваиваются сталью, а другие, такие как титан или алюминий, почти полностью переходят в шлак. Третьи, хотя и не переходят полностью в шлак, зато в металле ведут себя не лучшим образом, например, образуют ликвационные области. Плюс ко всему, легирующие элементы, которые забрали у стали кислород и превратились в комочки шлака, не всегда успевают всплыть на поверхность и образуют в твердом металле так называемые «неметаллические включения», которые существенно ухудшают ее качество.

Традиционная металлургия оказалась зажата в тисках своих собственных технологических приемов. Многие металлы оказалось невозможным сплавить друг с другом в тех пропорциях, когда они наиболее эффективно объединяют свои свойства. А некоторые металлы традиционная металлургия соединить абсолютно не в силах.

Конечно, процессы и приемы совершенствовались, особенно в электрометаллургии, но со временем ясно обозначились пределы для всех этих мелких и малосущественных разработок.
Наличие мощной, но очень инертной отрасли, производящей гигантское количество недорогой, хотя зачастую и низкокачественной продукции, тормозило развитие очень перспективного направления, которое едва угадывалось в позабытом всеми сыродутном процессе.

Другие материалы рубрики


  • Этиловый спирт используется в промышленности. Очищенный от примесей, он выступает основой многих алкогольных напитков. В свою очередь, неочищенный спирт – бражка, ее перегоняют на специальных аппаратах несколько раз, чтобы получился спирт-сырец (еще его называют неочищенным самогоном). Процесс изготовления, перегонки сложен, состоит из нескольких стадий. Большое значение имеет сырье, его качество и обработка, о чем подробнее поговорим во второй части статьи. А пока в двух-трех словах опишем каждую «ступеньку» изготовления.



  • 11 ноября 1774 г. российский посланник в Лондоне А.С. Мусин-Пушкин направил Первоприсутствующему в Коллегии иностранных дел Российской империи графу Н.И. Панину следующее послание: «Сиятельнейший граф, милостивейший государь! Вчера полученные здесь из Америки письма подтверждают доказательнейшим образом сколь твердое, столь и единогласное почти тамошних жителей намерение не повиноваться никаким таким повелениям, кои хотя бы мало клонились к утверждению над ними права здешнего законодательства; формально отказывают они ген. Гендже не только все для войск под командою его самонужнейшие надобности, но и самых простых работников, потребных для строения казарм. Генеральным в Филадельфии конгрессом решено уже не вывозить сюда никаких американских товаров, а здешних тамо не принимать. Город же Бостон, со всех сторон запертый, снабдевать достаточно всем потребным.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • В сентябре этого года были объявлены итоги международного конкурса под названием
    Land Art Generator Initiative, в котором приняли участие проекты, включающие в себя объединение решений новой энергетики с достижениями на дизайнерском поприще. В число финалистов конкурса вошёл интересный проект, созданный американским дизайнером Абдулазизом Халили и его группой Khalili Engineers под названием The Pipe (от англ.труба). Это инновационный опреснитель воды, осуществляющий работу при помощи солнечных батарей



  • Что приходит вам в голову при словосочетании «хип-хоп»? Могу поспорить, что девять из десяти вспомнят только рэп – быстрый речетатив под однообразную мелодию. В действительности хип-хоп – не просто еще одна субкультура, которой увлекаются подростки. Это огромная лавина из трех составляющих - рэпа, брэйка и граффити, захлестнувшая весь мир и, как ни странно, спасшая беднейшие кварталы городов Америки от кровавых выяснений отношений и борьбы за территорию влияния конкурирующих группировок.


  • Не только в школах, но и на исторических, юридических, экономических и некоторых других факультетах ВУЗов учащиеся часто обращаются к таким изданиям, как общий курс русской истории. Это обоснованно тем, что знание истории своей страны показывает высокий и незыблемый уровень нации. Каждый уважающий себя гражданин должен знать о том, как строилась страна, в которой он проживает.


  • Принято считать, что строители средневековых городов не очень-то обременяли себя заботой о канализации. И, по большому счету, это правда.
    Еще не в такой уж и туманной исторической ретроспективе, в 1764 году, некто Ла Морандьер так живописал ароматы резиденции французских королей — Версальского дворца: «Парки, сады и сам замок вызывают отвращение своей мерзостной вонью. Проходы, дворы, строения и коридоры наполнены мочой и фекалиями; возле крыла, где живут министры, колбасник каждое утро забивает и жарит свиней; а вся улица Сен-Клу залита гнилой водой и усеяна дохлыми кошками».
    Все последующие годы парижская вонь только нарастала. (Впрочем, не только парижская. Имеется зарисовка с натуры одного английского путешественника, который в конце XVIII в. побывал в главном городе Оверни Клермон-Ферран: «Улицы по своей грязи и зловонию напоминали траншеи, прорезанные в куче навоза».)
    В своем фундаментальном труде «Картина Парижа» (1781-1788) Себастьян Мерсье дает такое, в полном смысле слова макабрическое, описание отхожих мест французской столицы: «Пусть те, кому дорого собственное здоровье, никогда не испражняются в эти дыры, именуемые отхожими местами, и пусть они никогда не подставляют свои задние проходы этим потокам чумного воздуха; лучше уж рты, так как желудочная кислота скорее справилась бы с ними. Многие болезни берут свое начало в этих опасных очагах, откуда испаряются гнилостные миазмы, проникая при этом в тело. Дети страшатся этих зараженных отверстий; им кажется, что здесь начинается дорога в ад; то же думал и я в детстве».

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Северный полюс — точка, в которой воображаемая ось протыкает земную поверхность в северном полушарии — находится в самом сердце Ледовитого океана, в районе, практически равноудаленном как от североамериканского, так и евразийского побережья. Но морские волны здесь не бушуют. Океан покрыт панцирем многолетних нетающих льдов. Долгие годы полюс оставался недоступным для людей. Льды вставали непреодолимой преградой на пути кораблей. Льды приходили в движение и громоздили непроходимые горы-торосы перед собачьими упряжками, тянущими нарты. Внезапно разверзающиеся во льдах трещины поглощали целые экспедиции.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3

  • Первая мировая война началась из-за желания тогдашних сверхдержав стать единоличными гегемонами. Они всю свою историю существования развивались в направлении постоянной милитаризации, их экономика была четко подвязанная и напрямую зависела от армии, а точнее от ее успешной экспансии. Эти страны постоянно расширяли свои границы, ведя непрерывные локальные войны за новые территории богатые ресурсами и человеческим потенциалом. Им также постоянно требовались новые рынки сбыта своих товаров.



  • В отделении Берлинского музея, посвященном древнеегипетской культуре, как величайшее сокровище хранится одинокая зеленоватая бусина, диаметром около 9 мм. Невзрачная с виду, она действительно является очень ценным музейным экспонатом. Это — древнейшее известное современным ученым изделие из стекла. Предполагают, что она была изготовлена около 5500 лет назад.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • ...28 мая - ровно через год после кульминации восхождения с Ламбером - Тенцинг и Хиллари начинают свой бросок к вершине. Их задача существенно легче, чем у Эванса и Бурдиллона: до отметки 8500 метров их сопровождают Лоу, английский альпинист Фредди Грегори и шерп Анг Ньима, которые несут кислородные баллоны, палатку и продукты. На этой высоте разбивают самый высотный из всех существовавших прежде альпинистских лагерей, и Хиллари с Тенцингом остаются вдвоем. Переночевав, в 6 часов 30 минут утра 29 мая они выходят на последний штурм. Единственный груз - 14-килограммовые кислородные аппараты. В девять часов утра альпинисты достигают Южной вершины, и до цели остается лишь сотня метров. Последнее препятствие - 12-метровая скальная стенка, - и только пологий снежный откос отделяет их от самого высокого места на Земле...

    • Страницы
    • 1
    • 2