Страницы

▼

Железо. Великий труженик


В 1910 году в Стокгольме проходил Международный геологический конгресс. Одной из важнейших проблем, стоявших перед учеными, была проблема борьбы с железным голодом. Специальная комиссия, которой надлежало подсчитать мировые запасы железа, представила конгрессу баланс земных запасов этого металла. По заключению крупных специалистов, полное истощение железорудных месторождений должно было наступить через 60 лет, т.е. к 1970 году.

К счастью, ученые мужи оказались плохими оракулами, и сегодня перед человечеством не стоит необходимость ограничивать себя в потреблении железа. Ну, а что случилось бы, если бы их пророчество сбылось и железные руды иссякли? Что произошло бы, если бы вообще железо исчезло и на нашей планете не осталось ни единого грамма этого элемента?
"...На улицах стоял бы ужас разрушения: ни рельсов, ни вагонов, ни паровозов, ни автомобилей... не оказалось бы, даже камни мостовой превратились бы в глинистую труху, а растения начали бы чахнуть и гибнуть без живительного металла.
Разрушение ураганом прошло бы по всей Земле, и гибель человечества сделалась бы неминуемой.

Впрочем - человек не дожил бы до этого момента, ибо, лишившись трех граммов железа в своем теле и в крови, он бы прекратил свое существование раньше, чем развернулись бы нарисованные события. Потерять все железо - пять тысячных процента своего веса - было бы для него смертью!"
Что и говорить, "веселенькую" картину нарисовал замечательный советский минералог академик А.Е. Ферсман, желая показать ту громадную роль, которую играет в нашей жизни железо. Не будь его, на Земле не смогло бы существовать ничто живое: ведь этот химический элемент входит в кровь всех представителей животного мира нашей планеты. Двухвалентное железо содержится в гемоглобине - веществе, обеспечивающем кислородом ткани живых организмов. Именно железу кровь обязана своим красным цветом.

Впервые железо в крови человека ученые обнаружили в прошлом веке. Рассказывают, что один влюбленный студент-химик, узнав об этом, решил подарить избраннице своего сердца кольцо, сделанное из железа собственной крови. Периодически выпуская кровь, юноша получал соединение, из которого затем химическим путем он выделял железо. Бедняга погиб от малокровия, так и не собрав железа, нужного для изготовления кольца: ведь общее количество этого элемента в крови человека - всего несколько граммов.

При недостатке железа человек начинает быстро утомляться, возникают головные боли, появляется плохое настроение. Еще в старину были известны рецепты различных "железных" лекарств. В 1783 году "Экономический журнал" писал:
"В некоторых случаях и самое железо составляет весьма хорошее лекарство, и принимаются с пользой наимельчайшие оного опилки, либо просто, либо обсахаренные". 
В той же статье рекомендуются и другие лекарства: "железный снег", "железная вода", "стальное вино" ("виноградное кислое вино, как, например, рейнвейн, настоять с железными опилками, то получится железное или стальное вино и вкупе весьма хорошее лекарство").

Разумеется, во второй половине XX века больным не приходится глотать железные опилки, но многочисленные соединения железа широко используют и в современной медицине. Богаты железом и некоторые минеральные воды.

В 1714 году рабочий Кончезерского медеплавильного завода в Карелии Иван Ребоев, "болевший сердечной болью и едва волочивший ноги", увидел однажды на железистом болоте неподалеку от Ладожского озера источник и стал пить из него воду. "Пил три дня кряду и исцелился".

Об этом стало известно Петру I, и вскоре по его указанию были обнародованы "Объявления о Марциальных водах, на Олонце", названных так в честь Марса - бога войны и железа. Царь вместе с семьей не раз приезжал в эти края и пил целительную воду.

В таблице элементов Менделеева трудно найти другой металл, с которым была бы так неразрывно связана история цивилизации. В древности у некоторых народов железо ценилось дороже золота. Лишь представители знати могли украшать себя изделиями из железа, причем нередко в золотой оправе.

В Древнем Риме из железа изготовляли даже обручальные кольца. Гомер повествует в "Илиаде" о том, как герой Троянской войны Ахилл наградил диском из железной крицы победителя в соревнованиях дискоболов. В египетских гробницах, наряду с другими ценностями, было найдено ожерелье, в котором железные бусы чередовались с золотыми.

Дошедшие до нас документы рассказывают, что один из египетских фараонов обратился к царю хеттов, славившихся в середине второго тысячелетия до н.э. успехами своих железодельцев, с просьбой прислать ему железо в обмен на любое количество золота. По словам фараона, у него имелось столько золота, сколько песка в пустыне. А вот с железом он явно испытывал серьезные затруднения.

При раскопках в Ниневии - столице древней Ассирии, во дворце могущественного царя Саргона II, правившего в конце VIII века до н.э., археологи обнаружили настоящий железный клад: в особой комнате хранилось около 200 тонн различных изделий из железа (шлемов, пил, кузнечных орудий и т.п.) и необработанные крицы этого металла, которые запасливый царь, должно быть, припрятал на черный день.

По мере развития металлургии этот металл становился доступнее и нужнее. Тем не менее еще сравнительно недавно многие отсталые народы не имели о железе ни малейшего представления.

Дневники известного английского мореплавателя XVIII века Джеймса Кука содержат немало забавных историй, главными действующими лицами которых были жители тихоокеанских островов. Как-то раз Кук преподнес им в качестве подарка горсть железных гвоздей. Видимо, прежде туземцам не приходилось пользоваться этими странными металлическими предметами и поэтому они с явным недоумением вертели их в руках. Попытки объяснить островитянам назначение гвоздей ни к чему не привели.

Помог верховный жрец, считавшийся, должно быть, крупным специалистом по любым вопросам. С важным видом он изрек несколько мудрых мыслей, и его соплеменники тут же начали закапывать гвозди в землю. Теперь пришел черед удивляться гостям. Видя их замешательство, туземцы знаками разъяснили белокожим пришельцам, что из посаженных в землю железных палочек вскоре вырастут деревья, которые, подобно банану, будут увешаны связками гвоздей. Собрав богатый урожай металлических "плодов", племя с их помощью сможет победить всех своих врагов.

Но многие обитатели Полинезийских островов уже успели к тому времени по достоинству оценить железо: "...Ничто так не манило к себе посетителей наших судов, как этот металл; железо всегда было для них самым желанным, самым драгоценным товаром", - вспоминал впоследствии Кук. Однажды его матросам удалось за ржавый гвоздь получить целую свинью. В другой раз за несколько старых ненужных ножей островитяне дали матросам столько рыбы, что ее хватило на много дней для всей судовой команды.

Одной из самых почетных профессий во все времена считалась профессия кузнеца. Старинная легенда, насчитывающая около трех тысячелетий, повествует о таком событии.
Когда закончилось строительство Иерусалимского храма, царь Соломон устроил пиршество, на которое пригласил и мастеровых, принимавших участие в грандиозной стройке. Собравшиеся гости приготовились было отведать угощения, как вдруг царь спросил:

- Ну, а кто же из строителей самый главный? Кто внес самый большой вклад в создание этого чудо-храма?

Поднялся каменщик:

- Разумеется, храм - это наших рук дело, и двух мнений тут быть не может. Мы, каменщики, выложили его кирпич к кирпичу. Взгляните, какие прочные стены, арки, своды. Века простоит он во славу царя Соломона.

- Спору нет, основа храма каменная, - вмешался плотник, - но судите сами, дорогие гости, хорош был бы этот храм, если бы я и мои коллеги не потрудились в поте лица. Приятно было бы смотреть на голые стены, не отделай мы их красным деревом да ливанским кедром? А наш паркет из лучших пород самшита - как радует он взор? Мы, плотники, по праву можем считать себя подлинными творцами этого сказочного дворца.

- Смотрите в корень, - прервал его землекоп, - хотел бы я знать, как эти хвастуны (он кивнул в сторону каменщика и плотника) возвели бы храм, если бы мы не вырыли котлован для его фундамента. Да ваши стены вместе с отделкой рассыпались бы от первого порыва ветра, как карточный домик!

Но царь Соломон недаром был прозван мудрым. Подозвав к себе каменщика, он спросил:

- Кто делал твой инструмент?

- Конечно, кузнец, - ответил удивленный каменщик.

- Ну, а твой? - обратился царь к плотнику.

- Кто же, как не кузнец, - не раздумывая, сказал тот.

- А твои лопату и кирку? - поинтересовался Соломон у землекопа.

- Ты же знаешь, царь, что их мог сделать только кузнец, - был ответ.

Тогда царь Соломон встал, подошел к скромному закопченному человеку - это и был кузнец. Царь вывел его на середину зала.

- Вот кто главный строитель храма, - воскликнул мудрейший из царей.

С этими словами он усадил кузнеца рядом с собой на парчовые подушки и поднес ему чарку доброго вина.

Такова легенда. Мы не можем ручаться за достоверность описанных событий, но, как бы то ни было, в легенде отразилось то большое уважение, которым всегда пользовались в обществе люди, добывающие и обрабатывающие железо, и то огромное значение, которое человек издревле придавал этому металлу.

С восточной легендой созвучно старинное австрийское предание о Рудной горе в Штирии, где уже много столетий добывается богатая железная руда. Когда-то в сети к рыбакам, ловившим рыбу в здешнем озере, попался водяной. За свое освобождение он пообещал солидный выкуп: золота - на один год, серебра - на десять лет или железа - на вечные времена. Местные жители без колебаний выбрали железо.

Первое железо, попавшее еще в глубокой древности в руки человека, было, по-видимому, не земного, а космического происхождения: железо входило в состав метеоритов, падавших на нашу планету. Не случайно на некоторых древних языках железо именуется "небесным камнем". В то же время даже многие ученые еще в конце XVIII века не допускали и мысли о том, что вселенная может "снабжать" Землю железом. В 1751 году вблизи немецкого города Ваграма упал метеорит. Спустя сорок лет один из венских профессоров писал об этом событии:
"Можно себе представить, что в 1751 году даже самые просвещенные люди в Германии могли поверить в падение куска железа с неба, - насколько слабы были тогда их познания в естественных науках... Но в наше время непростительно считать возможным подобные сказки".
Такой же точки зрения придерживался и известный французский химик Лавуазье, который в 1772 году соглашался с мнением ряда своих коллег, что "падение камней с неба физически невозможно". В 1790 году французская Академия наук даже приняла специальное решение: впредь вообще не рассматривать сообщений о падении камней на Землю, поскольку ученым мужам была совершенно очевидна нелепость россказней о небесных пришельцах. Но ничего не подозревавшие о грозном решении французских академиков метеориты продолжали частенько посещать нашу планету и тем самым смущать покой светил науки. Фактов, подтверждающих это, накапливалось все больше и больше, а факты, как известно, вещь упрямая, и в 1803 году французская Академия наук (ничего не попишешь!) вынуждена была признать "небесные камни" - отныне им разрешалось падать на Землю.

На поверхность земного шара ежегодно выпадают тысячи и тысячи тонн метеоритного вещества, содержащего до 90% железа. Самый крупный железный метеорит найден в 1920 году в юго-западной части Африки. Это метеорит "Гоба", весящий около 60 тонн. В 1895 году известный американский полярный исследователь Роберт Пири нашел во льдах Гренландии железный метеорит массой 34 тонны. С колоссальными трудностями находка была доставлена в Нью-Йорк, где и хранится до сих пор.

Но истории известны случаи, когда размеры космических странников, повстречавших на своем пути Землю, оказывались неизмеримо больше. В конце прошлого века в Аризонской пустыне была обнаружена громадная воронка диаметром 1200 метров и глубиной 175 метров. Ее образовал гигантский железный метеорит, упавший здесь в доисторические времена. Американцы проявляли к метеориту большой интерес, который к тому же еще подогревался слухами будто бы в осколках метеорита найдены алмазы и платина. Было даже создано акционерное общество по использованию метеорита в промышленных целях. Однако поживиться на небесном подарке оказалось нелегко: бур сломался, как только дошел до основной массы метеорита, лежащей на глубине 420 метров, и метеоритные бизнесмены, не найдя в образцах пробуренной породы ничего особо интересного, свернули свои работы. По мнению ученых, Аризонский метеорит весил несколько десятков тысяч тонн. Возможно, когда-нибудь металлурги вновь заинтересуются им.

Метеоритное железо сравнительно легко подвергалось обработке, и человек начал изготовлять из него простейшие орудия. Но, увы, метеориты не падали по заказу, а нужда в железе была постоянной, поэтому люди стремились научиться извлекать его из руд. И вот настало время, когда человек уже мог использовать не только небесное железо, но и свое, земное. На смену бронзовому веку пришел век железный.

Произошло это примерно три тысячелетия назад. Впрочем историки сталкиваются иногда с упоминанием об удивительных фактах, которые, если только они достоверны, говорят о том, что у нашей цивилизации возможно были предшественницы, достигшие высокого уровня материальной культуры и знавшие железо.

В литературе, например, встречается сообщение, что якобы в XVI веке испанцы, ступившие на земли Южной Америки, нашли в серебряных рудниках Перу железный гвоздь длиной около 18 сантиметров. Находка вряд ли вызвала бы интерес, если бы не одно обстоятельство: большая часть гвоздя была плотно замурована в куске каменной породы, а это могла сделать только сама природа, и, значит, он пролежал в недрах земли много десятков тысячелетий.

Одно время этот загадочный гвоздь будто бы хранился в кабинете вице-короля Перу Франциско де Толедо, который обычно показывал его своим гостям.

Известны упоминания и о других подобных находках. Так, в Австралии, в угольных пластах, относящихся к третичному периоду, якобы был обнаружен железный метеорит со следами обработки. Но кто же мог обрабатывать его в третичном периоде, который удален от нашего времени на десятки миллионов лет? Ведь даже такие древние ископаемые предки человека, как питекантропы, жили гораздо позже - всего каких-нибудь 500 тысяч лет назад.

Где они сейчас, эти гвоздь и метеорит? Ведь современные методы анализа материалов позволили бы хоть в какой-то степени пролить свет на их природу и возраст, а следовательно, раскрыть их тайну. К сожалению, этого никто не знает. Да и были ли они на самом деле?

Железо - один из наиболее распространенных элементов: земная кора содержит около 5 % железа. Однако лишь примерно сороковая часть запасов этого металла сконцентрирована в виде месторождений, пригодных для разработки. Основные рудные минералы железа - магнетит, гематит, бурый железняк, сидерит. Магнетит содержит до 72% железа и, как показывает его название, обладает магнитными свойствами. Гематит, или красный железняк, содержит до 70 % железа; название минерала происходит от греческого слова "гема" - кровь. Само же слово "железо" произошло, как полагают одни ученые, от санскритского слова "джальжа" - металл, руда. Другие считают, что в основе русского названия элемента лежит санскритский корень "жель", означающий "блестеть", "пылать".

Любопытна техника отыскания железных руд в древности. Для этой цели применяли "волшебную" лозу - легкий ореховый прут с развилкой на конце. Рудоискатель брал лозу за рожки, сжимал руки в кулаки и пускался в путь. При этом требовалось строжайше соблюдать поисковую "технологическую инструкцию", которая гарантировала успешные поиски лишь в том случае, если пальцы древнего геолога все время были обращены к небу. По-видимому, все неудачи тогдашних рудоискателей (а неудач, к сожалению, было гораздо больше, чем удач) и объяснялись нарушением "технологии" поиска. Если же были соблюдены все необходимые условия, то в тот момент, когда ищущий наступал на железную жилу, лоза должна была тут же опуститься, указывая, где находится руда.

Уже в те времена многие понимали, сколь примитивны подобные способы. Известный немецкий ученый XVI века Георг Агрикола писал:
"Настоящий горняк, в котором мы хотим видеть основательного и серьезного человека, не станет пользоваться волшебной палочкой, ибо мало-мальски сведущий в природе вещей и рассудительный человек понимает, что эта вилка ему в этом деле никакой пользы не принесет, но что он имеет в своем распоряжении естественные признаки руды, которыми он и должен руководствоваться".
Однако еще много лет спустя поиски руды, например, на Урале, нередко велись при помощи лозы.

В наши дни геологи вооружены более совершенными приборами, с помощью которых они прощупали всю нашу планету вдоль и поперек. Казалось бы, на ней уже не осталось геологических "белых пятен". И все же природа нет-нет да и дарит людям новые месторождения железа и других полезных ископаемых.

В Бразилии, например, есть горный массив Каражас. Еще недавно эти края, представляющие собой труднопроходимые заросли тропических лесов, не привлекали особого внимания. Но вот однажды здесь пролетал небольшой самолет, прижимаемый к земле плотными низкими облаками. Внезапно в работе мотора появились перебои и пилот решил совершить посадку на одной из прогалин в зеленом лесном ковре.
Самолет пошел на снижение, как вдруг стрелки магнитных приборов устроили лихой перепляс. Летчику удалось благополучно посадить машину. О случившемся стало известно геологам, и те вскоре раскрыли тайну "событий" на приборной доске. Оказалось, что недра Каражаса - гигантская кладовая железа, из-за которого стрелки авиаприборов и пришли в замешательство.

Но вернемся снова на несколько столетий назад. Московское государство начало испытывать большую нужду в железе еще в XVII веке. Царь Алексей Михайлович снаряжал экспедицию за экспедицией для поисков новых залежей железной руды. Рудоискатели должны были узнать, "где какая руда объявится", определить, "сколько ее чаять будет, и как лежит, и чаять ли ей быть прочной". Однако поиски оказались безрезультатными. В первые же годы своего царствования Петр 1 издал указ:
"Искать всякому литому и кованому железу умножения... и стараться, чтобы русские люди тем мастерством были изучены, дабы то дело в Московском государстве было прочно". А для тех, кто пытался бы утаить найденные руды, предусматривались "жестокий гнев, неотложное телесное наказание и смертная казнь".
Вскоре с Урала поступило сообщение о том, что у горы Высокой найдены богатые залежи "магнитного камня": "...Среди горы пуповина чистого магнита, а кругом леса темные и горы каменные..." Присланные в Москву образцы руды получили высокую оценку специалистов, и царь приказал немедленно приступить к строительству металлургических заводов.

Крупнейший из уральских заводов - Невьянский - Петр I в 1702 году передал тульскому кузнецу и железозаводчику Никите Демидовичу Антуфьеву (впоследствии принявшему фамилию Демидов), поставив перед ним задачу добиться того, чтобы Россия прекратила ввоз железа из-за границы. Завод должен был выпускать "пушки, мортиры, фузеи, шпаги, сабли, тесаки, палаши, копья, латы, шишаки, проволоки".

Никита Демидов, а позднее и его сын Акинфий много сделали для развития отечественной металлургии. Уральское железо высоко ценилось на международном рынке. 
"Демидовское железо "старый русский соболь" (На фирменном клейме демидовских заводов был изображен бегущий соболь), - писала в середине прошлого века английская газета "Морнинг пост", - ...играет важную роль в истории нашей народной промышленности; оно впервые ввезено было в Великобританию для передела в сталь в начале XVIII столетия, когда сталеделательное производство наше едва начало развиваться. Демидовское железо много способствовало к основанию знаменитости шеффилдских изделий".
В 1735 году вогул Степан Чумпин нашел на Урале у горы, получившей вскоре название Благодать, крупный кусок магнитного железняка и показал его горному технику Ярцеву. Тот заинтересовался находкой, осмотрел месторождение и поспешил с докладом в Екатеринбург.
Когда об этом узнал Акинфий Демидов, ставший к тому времени уже некоронованным королем Урала, он немедленно выслал вооруженную погоню, так как не хотел, чтобы вновь открытые огромные железорудные богатства стали достоянием казны, а не его собственностью. Ярцеву все же удалось уйти от погони. Горная канцелярия выдала первооткрывателям месторождения премию, но вскоре Чумпин при загадочных обстоятельствах был убит. Так Демидовы мстили тем, кто становился на их пути к сокровищам недр седого Урала.

Конец XVIII и начало XIX веков ознаменовались настоящим вторжением железа в технику: 1778 год - построен первый железный мост, 1788 год - вошел в строй первый водопровод, сделанный из железа, 1818 год - спущено на воду первое судно из железа.
Вот что писал спустя полвека, в 1868 году, лондонский "Морской сборник":
"В Гринкоке ремонтируется сейчас первый в мире железный корабль "Вулкан", построенный в 1818 году. 50 лет тому назад во время спуска его со стапеля народ собрался со всех окрестностей, чтобы посмотреть на чудо - действительно ли корабль, построенный из железа, в состоянии держаться на воде". 
Спустя четыре года, в 1822 году, между Лондоном и Парижем уже курсировал первый железный пароход. Крупным потребителем железа стали дороги, названные впоследствии железными. Первая такая дорога была введена в эксплуатацию в Англии в 1825 году.

В 1889 году в Париже было завершено строительство величественной башни, созданной из железа замечательным французским инженером Гюставом Эйфелем. Многие современники Эйфеля считали, что это ажурное 300-метровое сооружение окажется непрочным, ненадежным. Возражая скептикам, автор проекта утверждал, что его детище простоит не менее четверти века. Но вот прошло уже почти столетие, а Эйфелева башня, ставшая эмблемой Парижа, до сих пор привлекает многочисленных туристов. Правда, в начале нашего века некоторые зарубежные газеты сообщили, будто бы башня уже насквозь проржавела и может обрушиться. Но исследование состояния железных конструкций, проведенное французскими учеными и инженерами, показало, что это сообщение было обычной газетной "уткой": металл, покрытый плотным слоем краски, и не думал ржаветь.

И все же опасность ржавления, как дамоклов меч, висит над железными сооружениями и изделиями. Ржавчина, или коррозия, - страшный враг железа. Достаточно сказать, что лишь за то время, пока вы будете читать эту страницу книги, ржавчина уничтожит в мире тысячи тонн стали и чугуна - основных промышленных сплавов железа. Вот почему проблемой зашиты главного металла от коррозии люди заинтересовались еще в древности.

В трудах греческого историка Геродота (V век до н.э.) встречается упоминание об оловянных покрытиях, предохраняющих железо от ржавчины.
В Индии уже полтора тысячелетия существует общество по борьбе с коррозией. В XIII веке оно принимало участие в постройке в Конараке, на побережье Бенгальского залива, храма Солнца. Сооружение, веками подвергавшееся действию соленых ветров и морской влаги, уже превратилось в руины, но его железная арматура сохранилась в хорошем состоянии. Должно быть, еще в те далекие времена индийские мастера умели защищать металл от коррозии.

Об этом же свидетельствует и знаменитая железная колонна - одна из многочисленных достопримечательностей индийской столицы. Вот что писал в своей книге "Открытие Индии" Джавахарлал Неру:
"Древняя Индия добилась, очевидно, больших успехов в обработке железа. Близ Дели высится огромная железная колонна, ставящая в тупик современных ученых, которые не могут определить способ ее изготовления, предохранивший железо от окисления и других атмосферных явлений".
Колонна была воздвигнута в 415 году в честь царя Чандрагупты II. Первоначально ее установили на востоке страны перед одним из храмов, а в 1050 году царь Ананг Пола перевез ее в Дели. По народному поверью, у того, кто прислонится к колонне спиной и сведет за ней руки, исполнится заветное желание. С давних времен стекались к ней толпы богомольцев, желавших получить свою толику счастья. Но стал ли кто-нибудь из них счастливым?..

Весит колонна около 6,5 тонн. Ее высота более 7 метров, диаметр от 42 сантиметров у основания и до 30 сантиметров у верха. Изготовлена она почти из чистого железа (99,72 %), чем, видимо, и объясняется ее долголетие: любое другое, менее чистое железо, несомненно, превратилось бы за прошедшее века в ржавую труху.

Как же смогли древние металлурги изготовить эту чудесную колонну, перед которой бессильно время? Некоторые писатели-фантасты не исключают, что она создана на другой планете, а завез ее к нам экипаж космического звездолета, который захватил ее с собой либо в качестве вымпела, либо как дар жителям Земли. По другим версиям, колонна выкована из крупного железного метеорита.

И все же, пожалуй, правы те ученые, которые объясняют этот факт высоким искусством древнеиндийских металлургов. Индия издавна славилась на весь мир своими стальными изделиями, и не случайно у персов бытовала поговорка "В Индию сталь возить", которая, по смыслу аналогична русской поговорке "Ехать в Тулу со своим самоваром".

Сегодня обычной нержавеющей сталью уже никого не удивишь. А вот недавно в США выдан патент на прозрачные листы из нержавеющей стали. Их изготовляют электрохимическим путем: при этом между отдельными кристаллами образуются мельчайшие поры, которые и делают сталь прозрачной.

В наши дни мастера огненных дел в совершенстве овладели выплавкой металла самого различного назначения. Каких только сталей не встретишь в сортаменте продукции современного металлургического завода! Нержавеющая и быстрорежущая, шарикоподшипниковая и пружинная, магнитная и немагнитная, жаропрочная и хладостойкая - да разве все стали перечислишь.

На одном из бельгийских металлургических заводов действует стан для прокатки стальной полосы с нанесением на ее поверхность различных узоров. Таким способом стальному листу можно придать вид дерева, кожи, ткани и других материалов. Лист с узорной поверхностью уже пришелся по вкусу автомобилестроителям, создателям бытовой техники, архитекторам.

Спрос на железо велик. Достаточно сказать, что уже к концу XIX века из каждых 100 килограммов металла, потребляемых в промышленности, сельском хозяйстве, быту, 95 приходилось на долю железа.

Строительство городов и прокладка новых стальных магистралей, спуск на воду океанских лайнеров и сооружение гигантских доменных печей, создание мощных синхрофазотронов и запуск космических кораблей - все это немыслимо без железа.

Но этот металл оказался не только созидателем - с ним связаны и многие кровавые страницы истории человечества. Миллиардами снарядов и бомб обрушился он на людей в годы первой и второй мировых войн. Железом разрушалось то, что веками человек создавал из железа при помощи железа.


Почти два тысячелетия назад древнеримский писатель и ученый Плиний Старший писал:

"Железные рудокопи доставляют человеку превосходнейшее и зловреднейшее орудие. Ибо сим орудием прорезываем мы землю, сажаем кустарники, обрабатываем плодовитые сады и, обрезывая дикие лозы с виноградом, понуждаем их каждый год юнеть. Сим орудием выстраиваем домы, разбиваем камни и употребляем железо на все подобные надобности. Но тем же самым железом производим брани, битвы и грабежи и употребляем оное не только вблизи, но мещем окрыленное вдаль, то из бойниц, то из мощных рук, то в виде оперенных стрел. Самое порочнейшее, по мнению моему, ухищрение ума человеческого. Ибо, чтобы смерть скорее постигла человека, создали ее крылатою и железу придали перья. Того ради да будет вина приписана человеку, а не природе". 

Не будем и мы винить железо в грехах человеческих...

В последние десятилетия у железа появилось много соперников: алюминий, титан, ванадий, бериллий, цирконий и другие металлы ведут массированное наступление на позиции железа. Но и железо, несмотря на явно "пенсионный" возраст (более пяти тысяч лет), не собирается сходить со сцены.

Академик А.Е. Ферсман писал:
"Будущее за другими металлами, а железу будет отведено почетное место старого, заслуженного, но отслужившего свое время материала. Но до этого будущего еще далеко... Железо - пока основа металлургии, машиностроения, путей сообщения, судостроения, мостов, транспорта".
По мнению многих ученых, постепенное истощение земных недр рано или поздно приведет к необходимости начать разработку минеральных и рудных кладовых космоса. Академик СП. Королев говорил:
"Человечество порой напоминает собой субъекта, который, чтобы натопить печь и обогреться, ломает стены собственного дома вместо того, чтобы съездить в лес и нарубить дров".
Разумеется, добытая, например, на Луне и доставленная на нашу планету тонна железной руды, обойдется, скажем прямо, недешево. Но ведь и первая тонна нефти, добытая на новой буровой скважине, стоит огромных денег, зато тысячная тонна уже намного дешевле, а миллионная и подавно. Так же будет со временем снижаться и себестоимость космической железной руды. Кстати, а обязательно ли доставлять на Землю руду? Нельзя ли извлекать из нее железо непосредственно в космосе?

Разработано немало проектов получения лунного железа. По одному из них металл предполагается на Луне не плавить, а возгонять - переводить из твердого состояния в газообразное, а затем насыщать углеродом и конденсировать на холодной поверхности бесконечного транспортера. Оседая на нем, пары науглероженного железа будут превращаться в сталь, свойства которой благодаря глубочайшему вакууму, царящему на поверхности Луны, окажутся намного выше, чем у земной стали.

Американские специалисты создали опытную установку для извлечения железа из лунных пород. С помощью солнечных лучей, сконцентрированных параболическими зеркалами, лунный грунт будет расплавляться, а затем электролиз, энергию для которого дадут солнечные батареи, отделит металл от остальных компонентов расплава. По расчетам ученых, такая установка размером всего с письменный стол (в комплекте, правда, с огромными, как футбольное поле, панелями солнечных батарей) сможет ежесуточно производить примерно тонну железа.

Когда в 1970 году автоматическая станция "Луна-16" доставила на Землю образцы реголита - поверхностного лунного грунта, Академия наук поручила ряду институтов тщательно и всесторонне исследовать драгоценные крупицы лунного вещества. Уже вскоре реголит доказал, что интерес к нему вполне оправдан: к удивлению ученых, он содержал мельчайшие частицы чистого железа, на котором не удалось обнаружить ни малейших следов окисления.

 Да, было тут чему удивляться: ведь на Земле железо повсюду ржавеет. Но самое удивительное заключалось в том, что и в земных условиях лунное железо не торопилось окисляться. Шли дни, недели, месяцы, а железо, прибывшее из космических далей, продолжало, подобно благородным металлам, сохранять свою первозданную чистоту.

Прошло несколько лет, но коррозия так и не смогла подобрать ключи к загадочному железу. .Неприступными для кислорода оказались и железные частицы образцов, добытых за это время на поверхности нашего спутника автоматическими станциями "Луна-20" и "Луна-24", американскими пилотируемыми космическими кораблями "Аполлон". В чем же секрет столь поразительной коррозионной стойкости?

Чтобы дать ответ на этот вопрос, пришлось провести сотни скрупулезных экспериментов.

В земных лабораториях создавались условия, близкие к лунным, сложнейшая аппаратура снова и снова "прощупывала" космические пылинки. На помощь ученым пришел принципиально новый способ анализа - рентгеноэлектронная спектроскопия, позволившая дать подробную информацию о характере взаимодействия атомов в тончайшем поверхностном слое вещества, измеряемом сотыми и тысячными долями микрона.

Тайна лунного железа была раскрыта: "виновником" его колоссальной коррозионной стойкости, во много раз превосходящей стойкость создаваемых на Земле сталей и сплавов, оказался солнечный ветер - поток частиц (электронов, протонов), постоянно излучаемых Солнцем в межпланетное пространство. При бомбардировке Луны, не защищенной атмосферой, частицами солнечного ветра протоны "выхватывают" с поверхности лунного вещества кислород и уносят его в просторы Вселенной. А железо, освободившись от кислорода, обретает против него такой стойкий "иммунитет", что впредь не только на Луне не подвергается окислению, но и в земной атмосфере уверенно отражает атаки коррозии. Кстати, не только железо, испытав благотворное воздействие солнечного ветра, становится неуязвимым против коррозии: такие же способности обнаружены учеными у титана, алюминия и кремния.

Разгаданная тайна лунного грунта навела физиков и металлургов на мысль использовать открытое явление в "корыстных" целях: путем ионного обстрела металлических изделий создавать на их поверхности неподвластный окислению "панцирь" из ультрадисперсных частиц металла. В одной из лабораторий был проведен любопытный эксперимент. На диске из нержавеющей стали написали слово "Луна" и подвергли эту надпись бомбардировке пучком ионов, а затем поместили диск в пары царской водки. И что же? Через четверть часа сталь оказалась покрытой слоем ржавчины и лишь "Луна" как ни в чем не бывало светилась все тем же металлическим блеском.

...В 1958 году в Брюсселе над территорией Всемирной выставки величественно возвышалось необыкновенное здание Атомиума. Девять громадных, диаметром 18 метров, металлических шаров как бы висели в воздухе: восемь - по вершинам куба, девятый - в центре. Это была модель кристаллической решетки железа, увеличенная в 165 миллиардов раз. Атомиум символизировал величие железа - металла-труженика, главного металла промышленности.


Сергей Венецкий