Вот сколько ученых на протяжении многих десятилетий, оказывается, занимались твердостью металла.

Очевидно, это не такой простой вопрос. Попытаемся в нем разобраться. При помощи булавки или перышка нетрудно сделать царапину на покрашенном предмете, например на скамейке (это настолько очевидно, что не нуждается в подтверждении, поэтому автор настойчиво просит не проделывать таких опытов на школьных партах или на других предметах). Обыкновенный нож легко врежется в березу или в другое дерево так называемой мягкой породы, но он не справится с дубом - деревом твердой породы.

Напрашивается простой вывод: твердость можно определить способностью одного тела царапать другое тело или же царапаться более твердым телом.

В глубокой древности, когда люди еще не владели искусством выплавлять металлы, в употреблении были разные минералы, кость, раковины. Кремень - очень твердый камень, он употреблялся для высекания огня.

Отсюда и поговорка: кремень-человек. Так говорят о человеке со стойким, твердым характером.

Резание, сверление, шлифовка - наиболее распространенные формы обработки материалов. Способностью тела сшлифовываться, резаться или сверлиться может определиться его твердость.

Можно поступить иначе. Вдавить в испытываемый материал другое тело из того же или из другого материала. Очевидно, что след, который останется на материале с учетом силы давления явится показателем. твердости или пластичности.

Еще один опыт. На поверхность тела с высоты сбрасывается боек. Пусть это будет шарик. Если тело твердое, то боек подскочит вверх. Чем выше он подскочит, тем тверже материал.

При определении твердости минералов пользуются так называемой десятичной шкалой твердости, соответствующей набору десяти минералов (эталонов), расположенных по возрастающей твердости: 1 - тальк, 2 - каменная соль, 3 - известковый шпат, 4 - плавиковый шпат, 5 - апатит, 6 - ортоклаз, 7 - кварц, 8 - топаз, 9 - корунд, 10 - алмаз. Твердость минерала, который оставит царапину на кварце и, в свою очередь, поддается корунду, - выше семи и ниже девяти. Твердость минерала выражается номером, соответствующим эталону. Но само собой разумеется, что это определение неточное. Для более точного определения твердости минералов применяются приборы - склерометры.

При определении твердости металлов применяются особые приборы. Наиболее известные из них - приборы Бринеля и Роквелла.

Определение твердости металла (прибор Бринеля)

Способ Бринеля состоит во вдавливании в материал стального шарика. В приборе Роквелла вместо шарика применен алмазный наконечник, который с определенной силой вдавливается в поверхность испытуемого материала. Чем тверже материал, тем на меньшую глубину войдет алмаз.

Подшипниковые шарики по шкале твердости относятся к весьма высокому седьмому классу.

Итак, твердость - первое требование, которое предъявляется к материалу, из которого делаются подшипники. Но он должен быть не только твердым, но еще и высокопрочным. При длительной работе подшипника металл не должен истираться.

Какой же материал способен удовлетворить этим требованиям? Конечно, сталь. Но не всякая сталь, а особая - так называемая качественная, или, как ее еще называют, легированная сталь.

Легированная - значит облагороженная. Это сталь, в которую входят разные добавки, они и придают ей те или иные необходимые свойства.

Для производства подшипников применяют хромистую сталь, она обозначается буквами ШХ - шарикоподшипниковая хромистая. К этим буквам обычно прибавляют цифру, объясняющую, сколько десятых долей процента хрома содержится в стали. Например, в стали ШХ-12 содержится 1,2 процента хрома. Торцы прутков металла обычно окрашивают в разные цвета. Это условное обозначение марки стали. Белый цвет - ШХ-6, красный- ШХ-9, синий- ШХ-12, коричневый -ШХ-15.

В подшипниках нагрузка на металл беспрерывно меняется. Она то очень высока, то падает до нуля. Работа в условиях так называемых знакопеременных нагрузок может вызвать сильнейшее истирание металла. Больше всего металл истирается, конечно, в тех случаях, когда он химически или физически неоднородный. Например, в процессе плавки в сталь могут попасть инородные (неметаллические) включения, Чаще всего это случается во время так называемого раскисления, когда, как говорят сталевары, металл рудят. Из сырой руды в сталь попадают мельчайшие частички кремния. Они могут расположиться в ряд в виде строчки азбуки Морзе.

Это очень опасные строчки. Неметаллические включения рано или поздно выкрошатся, и шарик не выдержит нагрузки.

Единственное спасение - профилактика. На производство нельзя допустить некачественный материал.

В стали могут оказаться и другие дефекты: газовые пузыри, микроскопические поры и трещинки.

Сталь часто оказывается и химически неоднородной. Все это представляет чрезвычайную опасность и может привести к разрушению подшипника и, стало быть, к тяжелой аварии.

Каждая поступающая на завод партия металла имеет паспорт. Но на заводе, в свою очередь, металл очень тщательно проверяют. Для этого существуют специальные лаборатории с совершенными микроскопами и другими приборами.

Итак, для производства подшипников требуется качественная, исключительно чистая сталь.

Фомы неверующие утверждали, что тут уж без заграницы не обойдешься. Возможно, они забыли, а возможно, они и не знали, что именно в нашей стране впервые в мире начали варить качественную сталь разного состава и что пионером этого дела был великий русский металлург и родоначальник металловедения Павел Петрович Аносов.

Говорят, история повторяется. В данном случае это действительно так. Когда в тридцатых годах прошлого века Аносов научился выплавлять булат, распространилась молва, будто он побывал в восточных странах и там выведал «тайну булата». На самом деле Аносов за «тайной булата» никуда не ездил, а открыл ее у себя на заводе, в созданной им лаборатории, в своих печах, в тиглях, изготовленных по его рецепту.

И спустя почти сто лет, когда стал вопрос о производстве подшипниковой стали, наследники Аносова заявили, что они готовы к решению этой задачи. Чистота состава - это ведь первый признак хорошего булата.

В то время, когда в Москве еще шла стройка, когда соревновались бетонщики и каменщики, плотники и стекольщики, на Урале, у подножия горы Таганай, развернулась битва за сталь для подшипников. И так же, как при проводке судна по трудному фарватеру на помощь капитану приходит опытный лоцман, так и тут на помощь инженерам Златоустовского завода пришел старейший мастер сталеварения Петр Егорович Бояршинов, человек, которому привелось варить сталь всеми способами, какие знала история металлургии.

Петр Егорович Бояршинов, коренной уральский «обыватель» (так называют на Урале старожилов), был учеником знаменитого металлурга Швецова, знавшего рецепты многих марок стали, сына того самого Швецова, который был правой рукой П. П. Аносова.

За сталью для подшипникового завода в Златоуст поехал начальник «Спецстали» Иван Федорович Тевосян. Ему, молодому инженеру, партия поручила очень ответственный участок индустриализации - качественную сталь. Такая сталь требовалась для подшипников, тракторов, автомобилей, инструментов, для бурения нефти и для многих других целей.

Тевосян обстоятельно изучил обстановку на заводе, а затем отправился на квартиру к Бояршинову. Сначала разговор шел о разном. Вспомнили, конечно, «козьи ножки». Так в Златоусте называли офицеров, которые приезжали заказывать шашки, - этих вояк не столько интересовало качество стали, сколько разрисовка на клинке и на ножнах. Платили они за такие шашки огромные деньги.