statystyki

Stalowe ostrze postępu. Jak obróbka metali zmieniała świat?

autor: Andrzej Krajewski24.10.2015, 08:00
Wynaleziona w 1865 r. „gruszka Bessemera” pozwoliła szybko i w ogromnych ilościach uzyskiwać wysokogatunkową stal

Wynaleziona w 1865 r. „gruszka Bessemera” pozwoliła szybko i w ogromnych ilościach uzyskiwać wysokogatunkową stalźródło: Dziennik Gazeta Prawna

Stworzenie metalu lepszego niż ten, którym dysponują konkurenci, jest rzeczą bezcenną. Niezależnie, czy powstanie z niego klinga szabli, czy kadłub samolotu, to i tak otwiera on drogę do fortuny i władzy. A przede wszystkim nieodwracalnie zmienia świat.

Reklama


Koncern Boeing uznał za stosowne pochwalić się przed tygodniem, że dysponuje najlżejszym metalem, jaki zna ludzkość. Przy czym, żeby było ciekawiej, materiał o nazwie Microlattice w 99,99 proc. składa się z... powietrza. Owo cudo jest dziełem naukowców z kalifornijskiego ośrodka badawczego HRL Laboratories, niegdyś założonego przez wizjonera lotnictwa Howarda Hughesa. Placówka naukowa, zlokalizowana w Malibu, której Boeing jest od 15 lat współwłaścicielem, ma na swoim koncie wiele rewolucyjnych wynalazków, jak ciekłokrystaliczny zegar czy pierwszy roboczy laser. Tym razem opracowała strukturę przypominającą polimerową piankę uformowaną ze stopu niklu i fosforu. Dzięki temu, że w nowym metalu większość przestrzeni stanowi po prostu pustka, wykazuje się on nie tylko niesamowitą lekkością, ale też giętkością i sprężystością. Wedle zapowiedzi koncernu Boeinga Microlattice znajdzie zastosowanie przy budowie elementów konstrukcyjnych samolotów. Obniżając ich wagę, co zawsze owocuje oszczędnościami w zużyciu paliwa. Jednak nowa technologia ma w sobie potencjał, aby odmienić świat. Zwłaszcza jeśli podobną, polimerową strukturę uda się uzyskiwać nie tylko przy zastosowaniu stopu niklowo-fosforowego, lecz także bardziej odpornych metali. Wówczas możemy stać się świadkami takich skokowych zmian cywilizacyjnych, jakich ludzkość doświadczyła w XIX w. za sprawą pionierów metalurgii.

Na początku była tajemnica

„Nagrzewać, aż zaświeci blaskiem słońca wschodzącego na pustyni, wtedy ochłodzić do barwy cesarskiej purpury, zatapiając w ciele muskularnego niewolnika” – zapisano w instrukcji doradzającej kowalom, jak wytwarzać najdoskonalszy na świecie metal, odnalezionej w świątyni Bangalla. „Moc niewolnika przechodzi do kindżału i przydaje mu twardości” – dodawał ok. roku 1300 p.n.e. anonimowy metalurg z Azji Mniejszej. Jest to najstarszy znany nauce opis technologii produkcji legendarnej stali, nazywanej w Europie damasceńską. Jej zalety przez stulecia budziły zachwyt każdego, kto miał do czynienia z bronią białą. Wykonane z niej ostrze miało w sobie coś magicznego. Zakrzywiona szabla potrafiła być giętka, niemal jak gumowa, i dawała się zwinąć w obręcz, nie pękając. Jednocześnie przecinała żelazną kolczugę lub rozłupywała hełm wraz z głową delikwenta, bez stępienia się. Na polu bitwy czy podczas szermierskich pojedynków zwyczajne klingi pękały po zderzeniu z damasceńskim ostrzem. Nic dziwnego, że posiadający taki miecz europejscy rycerze uważali się za wielkich szczęściarzy.

Umiejętność kucia stali damasceńskiej pojawiła się ok. XIV w. p.n.e., najprawdopodobniej w Indiach. Potem nauczyli się tego niektórzy kowale na terenie Persji. Wreszcie zasłynął z niej w średniowieczu Damaszek (stąd też wzięła się nazwa). Technologię produkcji trzymano w tak ścisłej tajemnicy, że dla mieszkańców Starego Kontynentu na zawsze stała się zagadką. Co specjalnie nie przeszkadzało Europejczykom aż do połowy XVIII w. Dopiero początki rewolucji przemysłowej uświadomiły wynalazcom, inżynierom oraz przemysłowcom, jak ważna jest trwałość materiału, z którego buduje się maszyny, przęsła mostów czy szkielety budynków. Do takich samych wniosków dochodzili producenci broni. Zwłaszcza nowoczesnych karabinów, odznaczających się coraz większą szybkostrzelnością. Tymczasem żeliwo oraz żelazo były z natury swej kruche. Gdy do roztopionej surówki żelaznej dodawano około 2 proc. węgla, otrzymywano o wiele mocniejszą stal. Ale i ona nie mogła się równać z damasceńską.

Zauważył to pracujący dla Kompanii Wschodnioindyjskiej lekarz Helenius Scott. Gdy praktykował w Bombaju, zetknął się z nożami, szablami oraz stolarskimi piłami, wykutymi przez miejscowych kowali ze stali nazwanej wutsem, a nieróżniącej się od tej z Damaszku. Ostrza z angielskich warsztatów nie umywały się do wyrobów powstających w prymitywnych indyjskich kuźniach. Zafascynowany zagadką Scott przesłał partię kling Królewskiemu Towarzystwu Naukowemu. W Londynie paczka z odległej kolonii wzbudziła sporą sensację. Zbadanie tajemnicy powierzono jednemu z najwybitniejszych uczonych Michaelowi Faradayowi. Profesor Instytutu Królewskiego na co dzień zajmował się zjawiskiem elektryczności, ale będąc samoukiem, otwartym na każdą dziedzinę wiedzy, łatwo dał się wciągnąć w szukanie rozwiązania fascynującej zagadki. Na początek badał przesyłkę za pomocą chemicznych odczynników. Potem próbował odwzorowywać jej strukturę. Wreszcie w 1819 r. doszedł do wniosku, że wbrew temu, co nakazywała sztuka metalurgiczna, rozstąpionej żelaznej surówki nie należy oczyszczać, lecz wzbogacić niklem i solami glinu. Tak uzyskał pierwsze stopy metali o bardzo ciekawych właściwościach. Jednak żaden nie dorównywał doskonałością stali damasceńskiej.


Pozostało jeszcze 73% treści

Czytaj wszystkie artykuły
Miesiąc 97,90 zł
Zamów abonament

Mam już kod SMS
Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy INFOR Biznes. Zapoznaj się z regulaminem i kup licencję
Więcej na ten temat

Reklama


Artykuły powiązane

Polecane

Twój komentarz

Zanim dodasz komentarz - zapoznaj się z zasadami komentowania artykułów.

Widzisz naruszenie regulaminu? Zgłoś je!

Redakcja poleca

Prawo na co dzień

Polecane

Reklama