Легкі метали і війна

У порівнянні з 1914-1918 рр. металлохозяйство війни зазнало значних змін. Застосування якісних, легованих сталей замість звичайних чавуну і сталі і широке використання алюмінію і магнію замість важких кольорових і частково замість чорних металів - такі відмінності споживання металів в сучасній війні.

Наука і життя // Ілюстрації

Наука і життя // Ілюстрації

<

>

Військова техніка, наших днів характеризується широким застосуванням швидко рухомих механізмів і транспортних засобів. Конструктори військових машин ведуть боротьбу за максимальне зниження мертвої ваги застосовуваних механізмів. Літаки і танки - найбільш важливі механізми - були об'єктом численних досліджень і винаходів, метою яких стало максимальне, полегшення конструкцій без шкоди для міцності машин.

Авіаційна техніка вдосконалюється в трьох напрямках. Швидкість польоту, збільшення радіусу дії. і підвищення, «стелі» - такі основні цілі, які ставлять перед собою конструктори авіамашин і моторів, Задля досягнення цих цілей істотне значення мають зменшення ваги літального апарату і його механізмів і збільшення міцності і надійності роботи машин і моторів. Основними конструктивними матеріалами, що задовольняють ці вимоги, є в першу чергу алюміній і його сплави. Алюміній в 3 рази легше заліза і в 3,5 рази легше міді. При заміні стали легкими сплавами (алюмінію, магнію) вага конструкції зазвичай зменшується приблизно в два рази при збереженні тієї ж міцності.

Низька питома вага алюмінію і магнію і високі механічні властивості їх сплавів дають широкі можливості різкого зниження мертвої ваги рухомих механізмів і транспортних засобів. Шляхом, використання легких металів створені новітні конструкції швидкохідних танків, досягнуто збільшення рухливості автоброневих частин. Внаслідок зниження ваги дізельмоторов останні можуть замінювати не тільки автомобільні, але навіть авіаційні двигуни внутрішнього згоряння. У тому ж напрямку удосконалюються і суднові двигуни морського і річкового флоту.

Зниження ваги автомашин зменшує витрату пального та скорочує знос шин. Економія, нафти і каучуку - найважливіший фактор посилення ефективності військових дій.

Застосування алюмінієвих сплавів при конструюванні залізничних вагонів дає економію у вазі не менше 50%, що досить прискорює пересування військ і матеріалів. Наслідком застосування легких металів в рухомих механізмах є величезне збільшення швидкості транспорту всіх видів. Алюмінієві деталі знижують вагу і інерцію рухомих частин авіаційних та інших моторів, збільшують число обертів і потужність двигунів. Зниження мертвої ваги полегшує рушання з місця і гальмування і підвищує швидкість руху.

Виготовлення з алюмінієвих сплавів (замість сталі) цистерн, контейнерів для перевезення нафтопродуктів, кислот, харчових продуктів збільшує ємність цистерн на 20-25% без збільшення ваги.

На морських і річкових суднах алюміній застосовується для термоізоляції, в частинах моторів, а останнім часом - для палубних споруд; щогли, щитові перекриття, лоцманські будки і рятувальні шлюпки з алюмінієвих сплавів представляють великі переваги в порівнянні з дерев'яними конструкціями, завдяки великій легкості, міцності і вогнестійкості.

Легкість, опірність дії диму і висока відбивна здатність алюмінію роблять його придатним в якості покрівельного матеріалу. На військових кораблях нерідко користуються алюмінієвої меблями (ліжками, шафами, шпалерами). Легкість, не згорає, гігієнічність - незмінні властивості алюмінію.

Алюміній і його сплави відрізняються великою стійкістю проти корозії, тому він набуває дедалі більшого застосування в суднобудуванні. Але алюмінієві сплави стійкі не тільки по відношенню до прісній і морській воді. Вони можуть чинити опір азотної та сірчаної кислот, вуглекислого газу, різних мастил, ефірів, органічних кислот та інших хімічних речовин. Тому в хімічній промисловості, зокрема в коксобензольном виробництві і при виготовленні різних газів і вибухових речовин, отримала широке застосування алюмінієва апаратура. Завдяки своїй хімічній стійкості алюміній часто застосовується у виробництві штучного шовку.

Алюміній у вигляді порошку, змішаного з окисом заліза, носить назву терміту. Термітом заряджаються запальні снаряди і авіабомби. Термітний порошок вживається також для зварювання рейок і інших великих металевих предметів. Він дає яскравий спалах при згорянні, а тому використовується в піротехніці для освітлювальних ракет, фотографічних спалахів і т. П. Не менше значення в піротехніці має інший легкий метал - магній.

Легкі метали широко використовуються в електротехніці сильних і слабких струмів - в лініях високої напруги і підстанціях, в телефонному та телеграфному устаткуванні, в радіоапаратурі. Незважаючи на те, що електропровідність алюмінію на 40% менше, ніж міді, застосування алюмінієвих проводів економічно вигідніше, так як вони вдвічі легше мідних. Тому алюміній швидко витісняє мідь в повітряних лініях передач. Будучи немагнітним, алюміній широко застосовується в електроапаратурі в тих випадках, коли магнітні властивості матеріалу викликають втрати потужності.

***

Магній ще легше алюмінію. Тому з високопроцентних магнієвих сплавів (наприклад, з електрона, 90% якого складає магній, а решта 10% - алюміній і цинк) виготовляються частини літаків, моторів, баків для пального, радіоапаратура тощо Питома вага магнієвого сплаву «дауметалл», виготовленого в Америці, становить ледь 1,8 (при середньому питомій вазі алюмінієвих сплавів 2,8; цинку 7,1; міді 8,9).

Особливо велике застосування отримали алюмінієві сплави типу дюралюмин. Алюміній в чистому вигляді має опір розриву в 4 рази менше, ніж дюралюмин, який, крім алюмінію, містить близько 4% міді, кремній і марганець. Тим часом, питома вага дюралюмінію (2,8) лише незначно вище питомої ваги алюмінію (2,7). Висока міцність, пластичність і опір зносу зробили дюралюмин найбільш поширеним сплавом.

Останнім часом набув поширення новий алюмінієвий сплав, який містить мідь, нікель і титан. Цей сплав, вельми добре піддається гарячій обробці, застосовується англійцями в авіамашині як основний конструктивний матеріал. Міцність цього сплаву на 30% вище міцності дюралюмінію.

Алюміній і магній в поєднанні з іншими металами дають численні різновиди металевих матеріалів, придатні для найрізноманітніших застосувань.

Чутливість магнію і його сплавів до атмосферної і морської корозії була головною перешкодою до їх застосування в авіації і для інших цілей. Але останнім часом широке використання захисних покриттів - хромування, емалювання і навіть простий забарвлення і покриття лаком - розширило сферу застосування магнієвих сплавів.

Геодезичні прилади, барометри, фото-і кіноапарати, кип'ятильники, нормативна посуд, алюмінієва фольга для упаковки харчових продукті, алюмінієві фарби, навіть одяг з алюмінію - такі різноманітні застосування цього металу в військовій справі.

У поєднанні з іншими металами алюміній і магній використовуються з великою ефективністю. Так зване алитирование заліза (т. Е. Покриття його алюмінієм) повідомляє чорному металі високу корозійну стійкість і жароупорность. Алітірованная апаратура застосовується в военнохіміческой промисловості. Сталь з алюмінієвим покриттям витримує вищу температуру, ніж сталь з олов'яним і цинковим покриттям, і чинить опір корозії краще, ніж біла жерсть.

Алюміній служить одним з найважливіших замінників дефіцитних кольорових металів, особливо олова і міді. З алюмінієвої бронзи виготовляються деталі торпед, різноманітна арматура, гвинти і т. П.

Понтонні мости новітніх конструкцій складаються із сталевих і алюмінієвих частин.

Як видно з попереднього, застосування легких металів у військовій справі надзвичайно різноманітно, однак найбільш важливим є використання їх в літакобудуванні. У літаках легкі сплави складають до 90% загальної ваги.

За англійським даними, середня вага військового літака становить близько 3,75 т, в тому числі алюміній - 2,3 т, залізо і сталь - 0,75 т, мідь - 0,15 т, нікель, хром, молібден, магній і олово (по 30 кг кожен) - 0,15 т. Крім того, використовується невелика кількість свинцю і цинку.

Таким чином, план Рузвельта, який передбачає будівництво 50 000 літаків, зажадає близько 115 000 т алюмінію. Вага новітніх бомбардувальників перевищує 7 і більше тонн. Витрата легких сплавів на ці машини значно вище.

***

За попередніми підрахунками американських журналів, світова виплавка алюмінію в 1940 р перевищив 700 000 т 1 , В тому числі в США 200 000 т і, в Канаді 90 000 т. У 1939 р виплавка алюмінію в капіталістичних країнах склала 615 000 т.

Не маючи власних алюмінієвим сировиною, Німеччина використовує боксити, що залягають на території Угорщини та інших зайнятих нею країн. Одним із завдань англо-американських країн є розширення виробництва алюмінію і магнію в таких масштабах, щоб забезпечити переважання протівогерманской коаліції. Наскільки успішні результати проведених заходів, видно з наступних даних.

У 1940 р в США виплавка алюмінію збільшилася, з 145 000 до 200 000 т, т. Е. На 38%. До липня 1941 р потужність заводів США передбачалося довести до 350 000 т, до липня 1942 року - до 415 000 т., Що перевищить потужність німецьких заводів вдвічі.

Америка будує алюмінієві заводи з небувалою швидкістю: в 3-4 місяці виростають потужні виробничі установки. Уже пущені перші черги надпотужного алюмінієвого заводу в Ванкувері, поблизу Тихоокеанського узбережжя (повна потужність цього заводу запроектована в 75 000 т), і в Шеффілді на річці Теннесі. Широко використовується як власний, так і привізний боксит з Гвіани, Бразилії, Нідерландської Індії. Величезні гідростанції на річках Колумбії, Колорадо, Теннесі і Ніагарський водоспад дають електроенергію для алюмінієвих заводів; на притоках річки св. Лаврентія працюють гідростанції, що забезпечують енергією канадські алюмінієві заводи, значно розширені за останні роки. Навіть в глибині далекої Африки, в англійській колонії Ньяссаленд, будуються алюмінієвий комбінат і електростанція.

Не менш серйозні заходи проводяться і в магнієвої промисловості, Вжиті США новобудови повинні збільшити потужність магнієвих заводів в 5-6 разів. Будуються заводи в Тексас (на березі Мексиканської затоки, де буде використана в якості сировини концентрована морська вода), на заході США, де будуть перероблятися магнезіти і доломіт, а також ропа Великого Солоного озера. Протягом одного тільки року потужність заводів, що виготовляють магнієве лиття, збільшена в 1,5 рази: побудовані нові заводи в Лос-Анжелосе, Буффало, Гарвуда, Нью-Кенсінгтоні. Компанія Форда перемкнула свою основну діяльність на обслуговування військового авто- і авіабудування, В Канаді, Австралії та інших частинах Британської імперії будуються нові металообробні заводи.

Величезною перевагою Америки і Англії є надзвичайно великі сировинні ресурси. Це в ще більшій мірі відноситься до СРСР. Наші бокситові, алунітовие, нефелінові родовища практично невичерпні. Разом з тим ми маємо в своєму розпорядженні високоякісними бокситами, які можуть забезпечити розширення виробництва необхідного металу в короткий термін. Наша алюмінієва промисловість, вперше створена в 1932 р, розвивається швидкими темпами. Радянськими заводами освоєні і вдосконалені найбільш сучасні методи виробництва і переробки легких металів і сплавів. За виробництвом алюмінію і магнію СРСР займає одне з перших місць в світі, що забезпечує постачання нашої оборонної промисловості.

Коментарі до статті

1 Без СРСР.