Хотелось бы затронуть тему, обсуждавшуюся в начале ветки, а именно обработку мегалитов трубчатыми сверлами при высокой температуре.
Если не ошибаюсь, перед участниками дискуссии встало несколько вопросов.
В том числе: необходим достаточно прочный и термостойкий материал обрабатывающего инструмента;
и второй: создание высокой температуры в зоне обработки с возможностью эффективной термозащиты рук работавших (либо манипулятора, фиксировавшего инструменты).
Представляю своего кандидата на роль "божественного железа":
молибден.
Если кто-нибудь не в курсе, молибден по тугоплавкости находится на втором месте после вольфрама, однако имеет намного меньший кооффициент теплового расширения. Вот данные из "Популярной библиотеки химических элементов" (
http://n-t.ru/ri/ps/pb042.htm):
"
При нагреве от 25 до 500°C размеры молибденовой детали увеличатся всего на 0,0000055 первоначальной величины. И даже при нагреве до 1200°C молибден почти не расширяется."
То есть, при изготовлении инструментов для точной высокотемпературной обработки молибден подходит больше, чем вольфрам-чемпион, несмотря на меньшую тугоплавкость.
Мне могут возразить, что использование молибдена в чистом виде сопряжено с проблемами. Да, это так. Все та же онлайн-библиотека говорит:
"
...стоило нагреть его (молибден,- прим.), и он начинал реагировать с кислородом; при температуре около 500°C он превращался в окисел целиком ... Металл с хорошими физико-механическими свойствами и к тому же тугоплавкий при сравнительно небольшом нагреве терял металлические свойства..."
Таким образом, использование молибденовых сверел возможно, но при условии подачи в зону повышенного нагрева струи аргона (или другого инертного газа) под высоким давлением. Как это сделать, в точности не представляю в силу непрофессионализма.
Итак: чистый молибден - не комильфо
Другое дело - молибденовые сплавы. Снова цитирую:
"В 1885 г. на Путиловском заводе выплавили сталь, и которой содержалось 0,52% углерода и 3,72% молибдена. Свойства ее оказались почти такими же, как у вольфрамовой стали; прежде всего привлекала ее большая твердость и как следствие – пригодность для изготовления металлорежущего инструмента. Всего 0,3% молибдена увеличивали твердость стали в такой же степени, как 1% вольфрама..."
И даже так:
"
В 1900 г. на Всемирной промышленной выставке в Париже была выставлена сталь, содержавшая молибден и обладавшая замечательным свойством: резцы из нее закалялись в процессе работы." Замечательно, не правда ли?
Пойдем дальше. Ферромолибден тоже не оптимальное решение: а почему бы не титаномолибден? Читаем:
"
Прочность при высоких температурах зависит прежде всего от типа кристаллической решетки и, конечно, от химической природы материала. Температурный предел эксплуатации титановых сплавов 550...600°C, молибденовых – 860, а титано-молибденовых – 1500°C!
Чем объяснить столь значительный скачок? Его причина – в строении кристаллической решетки. В объемно-центрированную структуру молибдена внедряются посторонние атомы, на этот раз атомы титана. Получается так называемый твердый раствор внедрения, структуру которого можно представить так. Атомы молибдена, металла-основы, располагаются по углам куба, а атомы добавленного металла, титана, – в центрах этих кубов. Вместо объемно-центрированной кристаллической решетки появляется гранецентрированная, в которой процессы разупрочения под действием температур происходят намного менее интенсивно. В таком целенаправленном изменении кристаллической структуры металлов состоит один из основных принципов легирования.
Другая причина столь резкого увеличения жаропрочности кроется в том, что сплавляются очень непохожие металлы – молибден и титан. Это общее правило: чем больше разница между атомами легирующего металла и металла-основы, тем прочнее образующиеся связи. Металлическая связь как бы дополняется химической."
Таким образом, получаем нужные нам 800-1500 градусов для размягчения камня.
Совсем здорово. Но остаются проблемы разогрева сверла до рабочей температуры, а также термозащиты рабочих, либо манипулятора.
Не знаю, насколько жизнеспособна (и нова) следующая идея, но: при сверлении на высокой скорости нагрев рабочей поверхности сверла и зоны контакта происходит уже в силу трения. Кроме того, увеличивается электрическое сопротивление нагретой части инструмента, и если пропустить через сверло электроток достаточной силы, произойдет дополнительный нагрев рабочей части. Кажется, в физике именно так.
То есть, греть все сверло необязательно, и перед нами уже задача не термо-, а электрозащиты рабочих. Что, возможно, проще.
Как альтернативу предлагаю использование не цельных сверел, а комбинированных, с молибдено-титановыми трубчатыми наконечниками варьируемой длины.
Вход
Регистрация
FAQ
Поиск
)
