Структура стали с прямолинейным расположением структурных составляющих. Наблюдается в крупнозернистой, неотожженной кованой или прокатанной стали при ее перегреве. Сталь с В.с. имеет низкие механические свойства.

Видманштеттова структура (в металловедении) - разновидность металлографической структуры сплавов, отличающаяся геометрически правильным расположением элементов структуры в виде пластин или игл внутри составляющих сплав кристаллических зёрен. В. с. впервые обнаружена английским учёным У. Томсоном и австрийским учёным А. Видманштеттеном (A. Widmannstдtten) в начале 19 в. при изучении железо-никелевых метеоритов (так называемые видманштеттеновы фигуры). Термин «В.с.» применялся для характеристики структуры сильно перегретой или литой стали, в которой выделяющийся из аустенита избыточный феррит располагается вдоль октаэдрических плоскостей кристаллов аустенита; в настоящее время употребляется при описании др. геометрически упорядоченных структур в сплавах. Возникновение таких структур объясняется тем, что при вторичной кристаллизации и перекристаллизации в твёрдом состоянии пластинчатая или игольчатая форма образующих структуру кристаллов и сочленение их определёнными, сходными по атомному строению, плоскостями обеспечивают минимальную величину упругой и поверхностной энергии.

Лит.: Кащенко Г. А., Основы металловедения, Л. - М., 1949, с. 273-78.

В. Д. Садовский

По назв. англ. концерна «Виккерс» (Vickers Limited).

Способ определения твердости материала вдавливанием в поверхность образца или изделия алмазного индентора (наконечника), имеющего форму правильной четырехгранной пирамиды с двугранным углом при вершине, равным 136^о.

Число твердости по Виккерсу HV - отношение нагрузки на индентор (в кгс) к площади пирамидальной поверхности отпечатка (в мм²). По ГОСТ 2999 нагрузка на индентор составляет 10-300 Н (1-30 кгс).

Б.П. Сафонов

От нем. Gewinde - нарезка, резьба, через польск, gwint.

Цилиндрический реже конический стержень с головкой на одном конце и резьбой на другом. Различают следующие виды В: крепежные, установочные, ходовые, микрометрические, силовые, специальные.

Специальные В. представляют собой деталь машины цилиндрической, реже конической, формы с винтовой поверхностью или деталь с винтовыми лопастями. Специальные В. служат для получения вращательного движения от перемещающихся газов и жидкостей, например в ветродвигателе; для получения тяговой силы, например воздушный винт на самолётах, гребной винт на судах; для перемещения газов, жидкостей, а также вязких, сыпучих и кусковых материалов, иногда с образованием в них давления и перемешиванием, например в вентиляторах, насосах, винтовых конвейерах, шнековых прессах, смесителях и т.п.

В. ходовой — основная деталь винтового механизма в станках и машинах для прямолинейного перемещения узлов и деталей (суппортов, столов и др.) по направляющим. Ходовые В. имеют, как правило, резьбу трапецеидального, реже прямоугольного, треугольного или специального профиля для навинчивания гайки.

В. силовой — основная деталь винтовой передачи, предназначенной для получения больших осевых усилий в прессах, печных толкателях, домкратах (грузовой В.) и т.д. Силовые В. имеют обычно трапецеидальную или упорную резьбу, реже прямоугольную. Короткие силовые В. (например, в домкратах) работают на сжатие, при расчёте их проверяют на прочность и продольный изгиб. Длинные силовые В. работают на растяжение, их проверяют на прочность.

В. микрометрический имеет точную резьбу с малым шагом, применяется в измерительных машинах, приборах и инструментах (например, в микрометре).

В. крепёжный — основная деталь разъёмного винтового соединения, стержень с резьбой на одном конце и головкой на другом. Крепёжный В. для металла и других твёрдых материалов чаще всего имеет цилиндрическую резьбу треугольного профиля. Неответственные крепёжные В. малого диаметра (до 8 мм) выполняются также самонарезающими с коническим участком резьбы неполного профиля на конце. Такой В. при ввинчивании в гладкое отверстие выдавливает (в мягких металлах) или нарезает (в пластмассах и твёрдых металлах) резьбу. Крепёжный В. для деревянных деталей, или шуруп, имеет на конце конический участок резьбы. Головка В. служит для прижатия соединяемых деталей и захвата В. отвёрткой, гаечным ключом и т.д. Распространены стандартные крепёжные В. с шестигранной, квадратной и другими головками (рис. 1).

Рис. 1. Распространённые формы головок крепёжных винтов: а — шестигранная; б — квадратная (четырёхгранная ); в — цилиндрическая с накаткой; г — цилиндрическая с шестигранным углублением под ключ; д — цилиндрическая с прямым шлицем под отвертку; е и ж — полукруглые с прямым и крестообразным шлицем под отвёртку.

В. установочный применяется обычно для точной фиксации геодезических и других приборов, а также как крепёжный в винтовых соединениях. Установочные В. отличаются формой головки и нажимного конца (рис. 2, 3).

Рис. 2. Распространенные формы головок установочных винтов: а — цилиндрическая; б — шестигранная; в — четырехгранная; г — то же, с буртиком; д — шлицевая; е — с шестигранным углублением под ключ.

Рис. 3. Распространенные формы нажимных концов установочных винтов: а — плоский; б — закругленный; в — сверленый; г — цилиндрический; д — ступенчатый; е — конический; ж — конический фиксирующий.

Н. Я. Ниберг

Машина для квазиударного воздействия на деформируемый материал со скоростью 0,3 - 1,0 м/с, в котором для возвратно-поступательном движения ползуна со штампом использован винтовой рабочий механизм с несамотормозящей резьбой.

Винтовой пресс для штамповки в закрытых штампах с разъемными матрицами. В.п.д.д. оборудован сдвоенным винтовым механизмом привода - наружного зажима матриц и внутреннего деформирующих ползунов.

Винтовой пресс, в котором рабочая часть ползуна с закрепленным на нем штампом жестко связана с винтом и при линейном перемещении вращается, создавая комбинированное воздействие на деформируемую заготовку.

Винтовой пресс с электромаховичным приводом и фрикционным дисковым лобовым или роликовым передаточным механизмом.

От позднелат. viscosus - вязкий и ...метр.

Прибор для определения вязкости (внутреннего трения) топливных масел и др. жидкостей. Наиболее распространены В. капиллярные, ротационные, с падающим шариком, ультразвуковые.

Определение вязкости капиллярными В. основано на законе Пуазёйля и состоит в измерении времени протекания известного количества (объёма) жидкости или газа через узкие трубки круглого сечения (капилляры) при заданном перепаде давления. Капиллярными В. измеряют вязкость от 10^-5 нсек/м² (газы) до 10⁴ нсек/м² (консистентные смазки). Относительная погрешность образцовых капиллярных В.±0,1-0,3%, рабочих приборов ±0,5-2,5%. На рис. 1 показано устройство различных типов стеклянных В. В капиллярных В. указанных типов течение жидкости происходит под действием силы тяжести (в начальный момент уровень жидкости в одном колене В. выше, чем в другом). Время опорожнения измерительного резервуара определяют как промежуток между моментами прохождения уровня жидкости мимо меток на верхних и нижних концах резервуара. В капиллярных автоматических В. (непрерывного действия) жидкость поступает в капилляр от насоса постоянной производительности. Перепад давления на капилляре, измеряемый манометром, пропорционален искомой вязкости.

Рис. 1. Стеклянные капиллярные вискозиметры (ГОСТ 10028-67): 1 - измерительные резервуары; 2 - капилляры; 3 - приемные сосуды; 4 - питающий резервуар (в вискозиметрах для непрозрачных жидкостей ВНЖ); 5 - термостатирующая рубашка; M₁, M₂ (у ВНЖ также M₃ ) - метки, служащие для измерения времени истечения жидкости из измерительных резервуаров или их заполнения (у ВНЖ).

В ротационных В. исследуемая вязкая среда находится в зазоре между двумя соосными телами (цилиндры, конусы, сферы, их сочетание), причём одно из тел (ротор) вращается, а другое неподвижно. Вязкость определяется по крутящему моменту при заданной угловой скорости или по угловой скорости при заданном крутящем моменте. Ротационные В. применяют для измерения вязкости смазочных масел (при температурах до -60 °С), нефтепродуктов, расплавленных силикатов и металлов (до 2000 °С), высоковязких лаков и клеев, глинистых растворов и т.д. Относительная погрешность наиболее распространённых ротационных В. лежит в пределах 3-5%. На рис. 2 показано устройство ротационного В. РВ-7 (пределы измерений -от 1 до 10⁵ нсек/м², погрешность ±3%).

Рис. 2. Ротационный вискозиметр РВ-7 (с заданным крутящимся моментом): 1 - внутренний вращающийся цилиндр; 2 - внешний неподвижный цилиндр; 3 - ось вращающейся системы; 4 - термостат; 5 - мешалка термостата; 6 - термопары; 7 - шкив; 8 - тормоз; 9 - нить; 10 - блок; 11 - груз, вращающийся шкив. Скорость вращения шкива определяют по скорости опускания груза.

Действие В. с движущимся в исследуемой среде шариком основано на законе Стокса ; вязкость определяется по скорости прохождения падающим шариком промежутков между метками на трубке В. К приборам этого типа относится широко распространённый универсальный вискозиметр Гепплера со «скользящим» шариком (см. рис. 3). Пределы измерений В. этого типа 610^-4-250 нсек/м², погрешность ±1-3%.

Рис. 3. Вискозиметр Гепплера со «скользящим» шариком: 1 - шарик; 2 - трубка с жидкостью; 3, 4, 5 - кольцевые метки на трубке; 6 - термостатирующая жидкостная баня; 7 - термометр; 8 - штуцер для присоединения прибора к термостату; 9 - уровень.

Действие ультразвуковых В. основано на измерении скорости затухания колебаний в пластинке из магнитострикционного материала, погруженной в исследуемую среду. Колебания возникают от коротких (длительность 10-30 мксек) импульсов тока в катушке, намотанной на пластинку. При колебаниях пластинки в этой же катушке наводится эдс (см. Магнитострикция), которая убывает со скоростью, зависящей от вязкости среды. При уменьшении эдс до некоторого порогового значения в катушку поступает новый возбуждающий импульс. Вязкость среды определяют по частоте следования импульсов. Ультразвуковыми В. измеряют вязкость в диапазоне от 10^-3 до 500 нсек/м² с относительной погрешностью 5%.

Помимо В., позволяющих выразить результаты измерений в единицах динамической или кинематической вязкости, существуют В. для измерения вязкости жидкостей в условных единицах. Такой В. представляет собой сосуд с калиброванной сточной трубкой; вязкость оценивается по времени истечения определённого объёма жидкости. Например, с помощью В. типа ВЗ-1 и ВЗ-4, предназначенных для исследования лаков и красок, вязкость выражают в секундах, а с помощью В. типа ВУ (Энглера) для нефтепродуктов - в градусах Энглера. Перевод условных единиц в единицы вязкости Международной системы единиц (нсек/м² и м²/сек) возможен, но неточен.

Лит.: Совещание по вязкости жидкостей и коллоидных растворов. [Труды], под ред. Е. А. Чудакова и М. П. Воларовича, т. 1-3, М. - Л., 1941-45; Воларович М. П., Вязкость смазочных масел при низких температурах, ч. 1, М., 1944; Белкин И. М., Виноградов Г. В., Леонов А. И., Ротационные приборы, М., 1968.

Л. П. Степанов

Лат. Bismuthum.

Bi - химический элемент V группы периодической системы Менделеева; атомный номер 83, атомная масса 208,980; серебристо-серый металл с розоватым оттенком. Природный В. состоит из одного стабильного изотопа ²⁰⁹Bi.

В. был известен в 15-16 вв., но долгое время его считали разновидностью олова, свинца или сурьмы. За самостоятельный металл В. был признан в середине 18 в. Французский химик А. Лавуазье включил его в список простых тел. Происхождение названия «В.» не установлено.

Содержание В. в земной коре 2·10^-5% по массе. В. встречается в природе в виде многочисленных минералов, из которых главнейшие - висмутовый блеск Вi₂S₃, висмут самородный Bi, бисмит Bi₂O₃ и др. (см. Висмутовые руды). В большем количестве, но в малых концентрациях В. встречается как изоморфная примесь в свинцово-цинковых, медных, молибденово-кобальтовых и олово-вольфрамовых рудах. Около 90% мирового потребления покрывается попутной добычей В. при переработке полиметаллических руд.

Физические и химические свойства. В. имеет ромбоэдрическую решётку с периодом a = 4,7457 и углом б=57°14'13''. Плотность 9,80 г/см³; t_пл 271,3°С; t_kип 1560 °С. Удельная теплоёмкость (20 °С) 123,5 дж/кг·К (0,0294 кал/г·С); термический коэффициент линейного расширения при комнатной температуре 13,3·10^-6; удельная теплопроводность (20°С) 8,37 вт/(м·К) [0,020 кал/(см·сек·°С)]; удельное электрическое сопротивление (20° С) 106,8·10^-8 ом·м (106,8·10^-6 ом·см). В. - самый диамагнитный металл. Удельная магнитная восприимчивость равна -1,35·10^-6. Под влиянием магнитного поля электросопротивление В. увеличивается в большей степени, чем у других металлов, что используется для измерения индукции сильных магнитных полей . Сечение захвата тепловых нейтронов у В. мало (34·10^-31 м² или 0,034 барна). При комнатной температуре В. хрупок, легко раскалывается по плоскостям спайности, в фарфоровой ступке растирается в порошок. При температуре 120-150°С ковок; горячим прессованием (при 240-250° С) из него можно изготовить проволоку диаметром до 0,1 мм, а также пластинки толщиной 0,2-0,3 мм. Твёрдость по Бринеллю 93 Мн/м² (9,3 кгс/мм²), по Моосу 2,5. При плавлении В. уменьшается в объёме на 3,27%.

В. в сухом воздухе устойчив, во влажном наблюдается его поверхностное окисление. При нагревании выше 1000°С сгорает голубоватым пламенем с образованием окиси Bi₂O₃. В ряду напряжений В. стоит между водородом и медью, поэтому в разбавленной серной и соляной кислотах не растворяется; растворение в концентрированных серной и азотной кислотах идёт с выделением SO₂ и соответствующих окислов азота.

В. проявляет валентность 2, 3 и 5. Соединения В. низших валентностей имеют основной характер, высших - кислотный. Из кислородных соединений В. наибольшее значение имеет трёхокись Вi₂O₃, при нагревании меняющая свой жёлтый цвет на красно-коричневый. Вi₂O₃ применяют для получения висмутовых солей. В разбавленных растворах висмутовые соли гидролизуются. Хлорид BiCl₃ гидролизуется с выпадением хлорокиси BiOCl, нитрат Bi (NO₃)₃ - с выпадением основной соли BiONO₃·BiOOH. Способность солей В. гидролизоваться используется для его очистки. Соединения 5-валентного В. получаются с трудом; они являются сильными окислителями. Соль КВiО₃ (соответствующая ангидриду Bi₂O₅) образуется в виде буро-красного осадка на платиновом аноде при электролизе кипящего раствора смеси KOH, KCl и взвеси Вi₂O₃. В. легко соединяется с галогенами и серой. При действии кислот на сплав В. с магнием образуется висмутин (висмутистый водород) ВiH₃; в отличие от арсина AsH₃, висмутин - соединение неустойчивое и в чистом виде (без избытка водорода) не получено. С некоторыми металлами (свинцом, кадмием, оловом) В. образует легкоплавкие эвтектики; с натрием, калием, магнием и кальцием - интерметаллические соединения c температурой плавления, значительно превышающей температуры плавления исходных компонентов. С расплавами алюминия, хрома и железа В. не взаимодействует.

Получение и применение. Основное количество В. добывается попутно при огневом рафинировании чернового свинца (веркблея). Пирометаллургический способ основан на способности В. образовывать тугоплавкие интерметаллические соединения с К, Na, Mg и Ca. В расплавленный свинец добавляют указанные металлы и образовавшиеся твёрдые соединения их с В. (дроссы) отделяют от расплава. Значительное количество В. извлекают из шламов электролитического рафинирования свинца в кремнефтористоводородном растворе, а также из пылей и шламов медного производства. Содержащие В. дроссы и шламы сплавляют под щелочными шлаками. Полученный черновой металл содержит примеси As, Sb, Cu, Pb, Zn, Se, Te, Ag и некоторых других элементов. Выплавка В. из собственных руд производится в небольшом масштабе. Сульфидные руды перерабатывают осадительной плавкой с железным скрапом. Из окисленных руд В. восстанавливают углём под слоем легкоплавкого флюса.

Для грубой очистки чернового В. применяются в зависимости от состава примесей различные методы: зейгерование, окислительное рафинирование под щелочными флюсами, сплавление с серой и др. Наиболее трудно отделяемая примесь свинца удаляется (до 0,01%) продуванием через расплавленный металл хлора. Товарный В. содержит 99,9-99,98% основного металла. В. высокой чистоты получают зонной перекристаллизацией в кварцевых лодочках в атмосфере инертного газа. Значительное количество В. идёт для приготовления легких сплавов, содержащих свинец, олово, кадмий (см. например, Вуда сплав), которые применяют в зубоврачебном протезировании, для изготовления клише с деревянных матриц, в качестве выплавляемых пробок в автоматических противопожарных устройствах, при напайке колпаков на бронебойные снаряды и т.д. Расплавленный В. может служить теплоносителем в ядерных реакторах.

Быстро увеличивается потребление В. в соединениях с Te для термоэлектрогенераторов. Эти соединения из-за благоприятного сочетания величин теплопроводности, электропроводности и термоэлектродвижущей силы позволяют преобразовывать тепловую энергию в электрическую с большим кпд (~7%). Добавка В. к нержавеющим сталям улучшает их обрабатываемость резанием.

Соединения В. применяются в стекловарении (увеличивают коэффициент преломления) и керамике (дают легкоплавкие эмали). Растворимые соли В. ядовиты, по характеру воздействия аналогичны ртути.

Наибольшее количество В. потребляется фармацевтической промышленностью. В. и его препараты применяют в медицинской практике как обеззараживающие и подсушивающие средства. Нитрат В. основной применяют внутрь при воспалительных заболеваниях кишечника (колиты, энтериты), язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки; выпускается в порошках и таблетках; входит в состав таблеток викалин и викаир. Наружно применяют препараты В. в виде присыпок и мазей (ксероформ, дерматол) для лечения ожогов, дерматитов и поверхностных пиодермий. Для внутримышечных инъекций употребляют взвеси некоторых соединений В. в растительном масле (бисмоверол, бийохинол) при лечении сифилиса.

Лит.:Томсон Дж. Г., Висмут, пер. [с англ.], Л., 1932; Сажин Н. П., Дулькина Р. А., Получение металлического висмута высокой частоты, М., 1955; [Каганович С. Я., Иванов Г. П.], Производство и применение висмута в капиталистических странах, М., 1963; Глазков Е. Н., Висмут, Таш., 1969.

Л. Я. Кроль

Минеральные образования, содержащие висмут в количествах, при которых экономически целесообразно его извлечение. Висмут находится в рудах как в форме собственных минералов, так и в виде примеси в некоторых сульфидах и сульфосолях других металлов. В мировой практике около 90% всего добываемого висмута извлекается попутно при металлургической переработке свинцово-цинковых, медных, оловянных руд и концентратов, содержащих сотые и иногда десятые доли процента висмута. Месторождения собственно В.р., содержащих 1% и выше висмута, встречаются редко. Минералами висмута, входящими в состав таких руд, являются висмут самородный (содержит 98,5-99% Bi), висмутин - Bi₂S₃ (81,30% Bi), тетрадимит - Bi₂Te₂S (56,3-59,3% Bi), козалит - Pb₂Bi₂S₅ (42% Bi), бисмит - Вi₂O₃ (89,7% Bi), бисмутит - Bi₂CO₃(OH)₄ (88,5-91,5% Bi).

Все эндогенные месторождения В.р. являются постмагматическими и гидротермальными, генетически связаны с гранитными интрузивными комплексами.

Выделяются следующие основные типы эндогенных месторождений В.р.: грейзеновые и кварцево-жильные образования с вольфрамитом, бериллом, молибденитом, висмутином и козалитом (КНР, Перу, в СССР - Казахстан, Восточное Забайкалье и др.); скарновые (шеелитовые, медные и полиметаллические) с висмутином и разнообразными сульфосолями висмута (Клифтон и Бисби в штате Аризона, США); колчеданные с висмутом преимущественно в рассеянном состоянии (Серро-де-Паско в Перу); гидротермальные - золото-висмутовые [Австралия (месторождение Виктория), Канада, США (в том числе Аляска)], висмутовые (Сан-Грегорио в Перу), медно-висмутовые (Боккеджано в провинции Тоскана, Италия), оловосульфидные с минералами висмута (Боливийский оловорудный пояс - месторождения Потоси, Оруро, Ла-Пас, Тасна), полиметаллические висмутсодержащие (СССР - Восточное Забайкалье, Рудный Алтай), кобальто-никеле-серебро-урано-висмутовые (Коболт в Канаде, Асуэло в Испании, Аннаберг и Шнеберг в ГДР). В экзогенных условиях за счёт разрушения коренных месторождений возникают аллювиальные и делювиально-аллювиальные россыпи с базобисмутитом и бисмутитом.

Лит.:Бэтман А. М., Промышленные минеральные месторождения, пер. с англ., М., 1949; Требования промышленности к качеству минерального сырья, в. 28 - Розов Б. И., Висмут, 2 изд., М., 1961.

А. И. Гинзбург