Емблема кафедри ФХОТМ.Перехід на головну сторінку
Кафедра фізико-хімічних основ технології металів (Проводяться технічні роботи на сайті)
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Новини Гостьова книга Форум Чат Дошка пошани Корисні посилання Адреса
Вступ (абітурієнтам)

Вітамін для сталі

V

Впродовж багатьох років нікому не вдавалося виділити ванадій в чистому вигляді. Тільки в 1869 році англійський хімік Генрі Роско зумів отримати чистий металевий ванадій. Втім, чистим він міг вважатися лише на ті часи, так як містив більше 4 % домішок. Але, як відомо, навіть невеликі домішки різко змінюють властивості цього елемента.

Чистий ванадій - сріблясто-сірий метал, який має високу пластичність і добре піддається куванню. Але, навіть незначна кількість домішок, особливо азоту, кисню, водню - робить метал крихким і твердим, що унеможливлює його обробку.

Отримати чистий ванадій довгий час не могли через його надзвичайну активність при високих температурах: не вдавалося підібрати такий матеріал для тигля, який би не розчинявся ванадієм і не забруднював би його при плавці. Тоді вчені пішли іншим шляхом: був розроблений електролітичний метод рафінування ванадію до чистоти 99,99 %. Що й казати, 4 % і 0,01 % - різниця суттєва.

Десятки років ванадій не знаходив широкого промислового застосування. Так, ще на початку XX століття в усьому світі щорічно вироблялося всього кілька тонн ванадію. Та й ціна на нього тоді була нечувана: 50 тисяч рублів золотом за 1 кілограм!

І мізерне виробництво ванадію, і божевільна ціна його пояснювалися просто. Незважаючи на те, що земна кора містить чимало ванадію - приблизно в тисячу разів більше, ніж срібла, скупчення його зустрічаються на землі вкрай рідко (саме тому ванадій і відносять до рідкісних металів). Руда, що містить 1 % ванадію, вважається надзвичайно багатою. Промисловій переробці піддають навіть ті руди, які містять всього 0,1 % цього цінного і дефіцитного елементу.

Одне з найбільших родовищ ванадію знаходиться в горах Перу, на висоті 4700 метрів над рівнем моря. Тут, в захмарних висотах, вже багато років видобувається багатий ванадієм мінерал патроніт, який більше ніде на Землі не зустрічається.

В 80-х роках XX століття на північно-східному узбережжі Каспійського моря, на півострові Бузачи, почався промисловий видобуток нафти з високим вмістом ванадію. У зв'язку з цим була запропонована технологія добування цього цінного елементу з нафтової "руди".

Цікаво, що в метеоритах, які час від часу падають на Землю, вміст ванадію в два-три рази більший, ніж в земній корі. Судячи з того, що в спектрі Сонця знаходяться лінії, властиві атомам ванадію, сонячна матерія більш багата цим елементом, ніж наша планета. Можливо, коли-небудь прибуття на металургійний завод партії багатої ванадієвої руди, наприклад, з Марса або Венери буде мати вигляд звичайної транспортної операції, але поки землянам доводиться розраховувати лише на свої власні ресурси.

Труднощі отримання ванадію з руд і були причиною того, що цей метал так довго не міг знайти собі роботу. Однак бурхливий розвиток техніки незабаром широко розгорнув перед ванадієм двері в промисловий світ. Здатність цього елемента надавати сталі найцінніші властивості визначила його долю.

В металургії ванадій грає роль "вітаміну" для сталі. Незначні добавки ванадію (частки відсотка) роблять сталь дрібнозернистою, надають їй велику пружність, високу міцність. Така сталь легше переносить удари і вигини, наполегливіше пручається стиранню, краще протистоїть розриву. Саме ці якості конче потрібні автомобільним деталям! Ось чому такі відповідальні вузли і деталі автомобіля, як мотор, клапанні пружини, ресори, осі, вали та шестерні виготовляють з невтомної ванадієвої сталі. Ось чому так високо оцінив роль ванадію Генрі Форд. І не випадково академік О. Є. Ферсман казав про цей елемент: "... казкові ті сили, які він надає залізу і сталі, озброюючи їх твердістю і міцністю, в'язкістю і гнучкістю, незруйновністю, яка необхідна для вісі автомобіля".

Під час Першої світової війни справжню сенсацію викликав створений французькими інженерами літак, який був озброєний не кулеметом, як зазвичай, а гарматою, що наводила страх на німецьких льотчиків. Але як же вдалося поставити гармату на літак у ті часи? Адже вантажопідйомність тодішніх "етажерок" була дуже малою.

Виявилося, що гарматі допоміг "забратися" в літак ... ванадій. Французькі авіаційні гармати були виготовлені з ванадієвої сталі. При відносно невеликій масі вони мали прекрасні показники по міцності. Це і дозволило французам змонтувати на свій літак гармату і вести нищівний вогонь по німецьким літакам.

Потім ванадієву сталь почали використовувати для виготовлення солдатських шоломів. Порівняно легкий шолом з тонкої, але міцної сталі надійно охороняв свого власника від куль і осколків гранат.

Броня була потрібна і для захисту артилерійських розрахунків від снайперської кульової стрільби. Для цієї мети в Шеффілді виготовили броньову сталь, що містила досить багато кремнію і нікелю. На жаль, при випробуваннях, кулі легко прошивали плити з цього металу. Тоді вирішено було випробувати сталь, що містила усього 0,2 % ванадію. Успіх перевершив усі очікування: сталь витримала складний іспит на міцність в 99 випадках з 100! Так, ванадій став служити не тільки в атаці, але й і в обороні.

Американські, французькі, англійські фірми охоче застосовували ванадієву сталь для самих різних цілей. Проте, абсолютно незрозумілу на перший погляд позицію зайняли німецькі металурги, які завжди вважалися великими фахівцями в цих питаннях: вони вельми скептично поставилися до ванадію як легуючого елементу і практично відмовилися від використання ванадієвої сталі. Один з німецьких заводів навіть дав категоричний висновок, що займатися її виплавкою не має ніякого сенсу. Це здавалося парадоксальним.

Незабаром, проте, все прояснилося: оскільки німці не мали власних ванадієвих руд, вони не були зацікавлені в тому, щоб ціна ванадію на світовому ринку зростала разом з попитом на нього. Тому вони всіляко намагалися загальмувати впровадження ванадієвої сталі. Самі ж вони вели інтенсивні пошуки елементів, здатних впливати на сталь так, як ванадій. Проте, незабаром і вони переконалися, що без ванадію не обійтися. Тому спроби металургійних "дипломатів" зганьбити ванадієву сталь провалилися, а виробництво її продовжувало зростати з року в рік.

(За матеріалами книги С. І. Венецького "Розповіді про метали" та Вікіпедії)

Історія
Персонал
Технічна база
Дисципліни
Студентам
Викладачам
Наукова робота та зв'язки
Видання кафедри
Здобутки
Випускники
Фотогалерея
Мультимедіа
Народна творчість
Студентський пульс
Публічна інформація
Вхід в систему:
Логін:
Пароль:

Новий користувач
Забули пароль ?
Зробити стартовою
Додати в вибране

Статистика:
Гостей: 1
Користувачів: 0
Зареєстровано: 15
     Зараз на сайті користувачів немає                    Найкращі користувачі сайту: Joy (47) , Ira (45) , victoria (28) , lofochka (18) , juk (18) , nazar23 (10) , Marina (5) , jarek (5) , dima_1995 (4) , abramka09007 (3)
Лічильник відвідувань сайту
з 5.02.2006 року
RAI Travel Сайт груп ФС
Україна онлайн
Счетчик PR-CY.Rank Счетчик PR-CY.Rank
Rambler's Top100
Украинский портАл Каталог MyList.com.ua
МЕТА - Украина. Рейтинг сайтов
bigmir)net TOP 100 каталог сайтів
На головну Новини Гостьова книга Форум Чат Дошка пошани Корисні посилання Адреса
Copyright © 2005-2018 Кафедра ФХОТМ, ІФФ, КПІ ім. Ігоря Сікорського, Київ
Designed by S. Rybak