Отрывок из книги
У каждого из нас есть нож, да не один: на кухне несколько штук разделывают рыбу, мясо, режут хлеб, чистят картошку. В лесу их более суровые собратья рубят сучья, открывают консервы… Да мало ли для чего каждому из нас постоянно требуется этот удобный, надёжный и, казалось бы такой простой и понятный каждому инструмент. А задумывались ли вы, почему нож режет, строгает, рубит, а что- то другое, например металлическая линейка или крышка от консервной банки – нет. На этот вопрос ответит даже ребёнок: потому, что нож – острый, а линейка – нет. Ну а если мы сравним два ножа, острый и затупившийся? Почему тупой нож режет плохо или вообще никак? Давайте попробуем разобраться. Представьте, что нам нужно преодолеть заснеженную равнину. Мы в тёплых зимних ботинках, делаем шаг, другой – и проваливаемся в снег по колено, затем по пояс… Понятно, что дальше будет то же самое и нужно что-то придумать. Начинаем искать решение и не замечаем одинокого лыжника, который легко прошёл неприступную для нас равнину и скрылся вдали. Теперь представьте, что снег – это то, что мы хотим разрезать нашим ножом, а сам нож – это в одном случае наши тёплые ботинки, а в другом – лыжи одинокого любителя зимних прогулок. Каждый из нас давил на снег с такой же силой, как и лыжник, только наша сила распределялась на гораздо меньшую площадь (площадь подошвы ботинка раз в десять меньше площади лыжи), поэтому ботинок легко продавил снег, а лыжи оставили лишь неглубокий след. Этот очевидный факт объясняет неспособность металлической линейки разрезать, например, кусок картона – площадь ребра слишком велика, чтобы усилием руки мы смогли продавить картон (лыжи). Другое дело, если вместо линейки мы возьмём нож – острое лезвие имеет несравненно меньшую площадь поверхности, опирающуюся на картон, поэтому то же самое усилие нашей руки создаст огромное давление и картону не останется ничего, как послушно разделиться на две части (ботинок легко продавливает снег). Теперь мы легко сможем объяснить, почему два ножа режут по-разному: острый нож будет иметь очень малую толщину режущей кромки, а затупившийся вместо бритвенного острия сможет стыдливо представить лишь блестящую округлую линию с выкрошенными либо замятыми участками. Превращение изначально острой кромки в округлую, замятую или выкрошенную – следствие естественного износа, поскольку огромное давление, оказываемое ножом на разрезаемый материал, вызывает точно такое же давление со стороны материала на нож. Вот это самое противодавление и превращает острый некогда инструмент в почти бесполезную железяку. Вы наверняка замечали, что разные ножи тупятся по-разному: одни сдаются очень быстро, другие держат оборону гораздо дольше. В следующей главе попытаемся разобраться в такой нестабильности поведения.
Само по себе железо – это достаточно мягкий материал, чистое железо не способно строгать дерево или рубить гвозди. По правде сказать, абсолютно чистое железо не существует в природе, для его получения нужно изрядно постараться, а те предметы, которые мы в обиходе называем железными, на самом деле не железные, а стальные, то есть изготовленные из стали. Теперь попробуем разобраться, что такое сталь и почему она прочнее чистого железа. Мы с вами современные люди и знаем, что все предметы, вещества состоят из мельчайших частичек – молекул, атомов. Атомы, в свою очередь, тоже состоят из ещё более мелких частиц… Разговор на эту тему можно продолжать бесконечно, но мы не будем умничать и постараемся понять свойства стали на понятных и простых примерах, а заумные выводы оставим специалистам и тем, кто себя таковыми считает.
.....
Если посмотреть на кусок стали при очень- очень большом увеличении, то можно будет разглядеть, что этот кусок не сплошной, а представляет из себя очень много частиц, похожих на кубики, пирамиды или многогранники, выстроившиеся стройными рядами по всему объёму нашего куска стали, как солдаты на параде. Иногда эта стройность нарушается, встречаются пустоты, вместо правильных геометрических фигур кое-где обнаруживаются скопления чего-то другого, иногда эти частицы стоят ближе друг к другу, иногда – реже. Это более-менее упорядоченное скопление частиц специалисты называют кристаллической решёткой. Но мы с вами не специалисты и будем докапываться до истины без заумных определений. Представим себе, что наш кусок стали состоит не из каких-то невидимых фигур, а, скажем, из тряпичных сумок, с которыми мы ходим в магазин за продуктами. Развесим эти сумки на верёвку, одна за другой, рядом натянем ещё одну верёвку с сумками, потом ещё и ещё. Зрелище фантастическое – поляна, поле, целый аэродром затянут рядами верёвок, на которых болтаются подвешенные авоськи. Мы можем подойти и смять каждую сумку, сложить её пополам, вчетверо – как угодно, ведь это просто кусок материи. Даже простой ветер заставит эти сумки болтаться в разные стороны. Теперь давайте представим, что кто-то огромный сходил с этими сумками в магазин и в каждую из них насыпал доверху яблок или картошки, а чтобы по дороге домой ничего не выпало, связал вместе ручки каждой авоськи и развесил всё обратно, как было. Теперь каждая сумка уже не просто бесформенная тряпка, а тугой раздувшийся мешок, бесконечные ряды этих сумок с картошкой уже не могут болтаться на ветру, потому что каждую сумку со всех сторон плотно подпирают такие же раздувшиеся соседи и все вместе они образуют нечто плотное и крепкое. Даже если мы попробуем, как прежде, смять, сложить или свернуть любую из этих сумок, то у нас ничего не получится – туго набитая в них картошка (или яблоки) не дадут нам изменить форму сумки. Попытки сдвинуть какую-нибудь сумку с места также потерпят неудачу – её со всех сторон плотно держат сёстры-близнецы и сдвинуть с места можно лишь весь длиннющий ряд висящих авосек, но это потребует уже колоссальных усилий.
Мы опять увлеклись фантазиями, но именно сейчас на наших глазах произошёл процесс, который на языке специалистов называется закалкой стали. Сама по себе закалка стали – довольно распространённый и хорошо изученный процесс, описанный во многих умных книгах, но вот только описан он там такими умными и непонятными словами, что обычные люди, такие как мы с вами, запутаются на второй странице и не вынесут для себя ничего полезного. Мы же поставили себе цель не запутаться или сойти с ума от обилия непонятных терминов и формул, а разобраться, поэтому оставим эту заумную науку тем, кому она интересна и продолжим наше путешествие внутри куска стали, общаясь на понятном нам языке.
.....
