Как ни крути, а мы продолжаем жить в железном веке, когда очень многое в нашей цивилизации держится на стали. Но и этот материал не совершенен: нержавеющая сталь, как правило, не отличается особой прочностью, а высокопрочная сталь не испытывает особого желания долго сопротивляться действию, например, воды. Вот и думают ученые, как бы этот закон подлости нарушить.
Увы, сделать это сложно, ведь причина - в самой технологии. Древние люди делали свои ножи и мечи из чистого и потому довольно мягкого метеоритного железа. Но однажды некто по рассеянности или благодаря гениальному озарению положил меч на раскаленные угли и выяснил, что тот стал замечательно твердым. Дело в том, что углерод из угля проник в мягкое железо и превратил его жесткую сталь. Но этот же углерод, в конечном счете, и способствует тому, что сталь становится хрупкой или ржавеет. Вот бы его заменить.
Замену углероду ученые придумали - это азот, основное вещество атмосферы нашей планеты. Но как загнать его в железо? Над этой задачей металловеды бьются уже почти полвека. И пот существу битва идет за материал нового тысячелетия.
Похоже, что задачу удалось решить нашим металлургам из московского Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН совместно с коллегами из питерского ЦНИИ КМ "Прометей". При плавке стали они добавили туда вещества, содержащие азот, и тот остался в материале после затвердевания. Причем в большом количестве - 0,25-0,45%. То есть столько же, сколько обычно бывает углерода.
Чтобы обеспечить высокую растворимость азота в стали и придать ей устойчивость к коррозии (да еще и под нагрузкой), в сталь добавляют молибден, ванадий, ниобий, хром, никель и марганец. Такая азотистая сталь (ее марка НС-5Т) по прочности и устойчивости к коррозии не уступает лучшим зарубежным образцам коррозионно-стойких сталей типа Авеста-254 и Поларит-774. Она не склонна к коррозионному растрескиванию под напряжением, а механические свойства зоны термического влияния (проще говоря, швы у сварных конструкций) по прочности и стойкости не хуже основного металла даже при температуре минус 40 градусов.
В высокой работоспособности новой стали и сварных изделий из нее исследователи убедились, испытав ее в водах Черного и Японского морей. Оказалось, что она действительно прекрасно выдерживает длительную нагрузку в морской воде.
По мнению авторов, новую сталь можно использовать в химическом, нефтяном и энергетическом машиностроении для машин и аппаратов, работающих при повышенных нагрузках в агрессивных средах, причем в самом широком температурном диапазоне - от температуры жидкого азота до 1000 градусов. Разумеется, особенно важна такая сталь и для судостроения.
А уникальное свойство этой стали - низкая магнитная проницаемость (немагнитность) - позволяет применять ее и в специальном судостроении, и в электротехнике. Из нее хорошо делать корпуса трансформаторов, высоковольтные выключатели и прочие детали, которые не должны намагничиваться.
***