Техника - молодёжи 1938-12, страница 52

ЛМИ ГРИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ

ЧЕРНОВ

А. ФЕДОРОВ, кандидат технических наук '

В истории русской и всемирной культуры 1868 и 1869 гг. являются поистине выдающимися. Они ознаменовались событиями исключительного значения. Знаменитый русский химик Д. И. Менделеев опубликовывает свою периодическую систему элементов, ставшую основой современной химии. Гениальный русский писатель Л. Н. Толстой выпускает в свет спой бессмертный роман «Война и мир». И наконец, выдающийся русский металлург Д, К. Чернов публично выступает с идеями, знаменующими собою переворот в области металлургии.

Крымская война 1853 -1856 гг. со всей убедительностью показала техническую отсталость русской армии, скудость ее вооружения, полный застой в военном деле. В то время как за границей уже вводился новый металл для производства пушек — сталь — и на смену гладкоствольному оружию приходило оружие нарезное, русская армия оставалась вооруженной архаическими пушками из бронзы — сплава меди, олова и свинца.

Севастопольское поражение заставило правящие круги тогдашней России обратить серьезное внимание на развитие пушечного производства. С Урала вызывается известный в то время металлург Обухов, который строит в Петербурге большой сталелитейный завод. С 1858 г. в России начинается изготовление стальных орудий.

Дело это было новое, а учиться было не у кого. За границей его начинал дести известный немецкий капиталист Крупп, но все свои методы он держал в-, строжайшем секрете. Правда, на Злато-устовском заводе к этому времени уже было налажено в небольших размерах производство стального литья, но нужного опыта и этот завод не имел.

Изготовление тяжелых стальных отливок оказалось делом сложным. В начале 60-х годов не было еще мартеновских печей и тем более электроплавильных печей, дающих возможность получать большие количества жидкой стали. Вся сталь лучшего качества, предназначаемая для производства ответственных изделий — пушек и снарядов, варилась в тиглях старым, веками испытанным способом. Тигель представлял собой сосуд, изготовленный из огнеупорного материала, в котором выплавлялось несколько десятков килограммов стали. Для того чтобы отлить болванку для ствола орудия, приходилось вести плавку сразу в нескольких тиглях.

Секрет тигельной плавки сводился к правильному подбору состава шихты, т. е. смеси веществ, из которых выплавляется сталь. Русские инженеры имели уже в то время прекрасные рецепты для выплавки стали. Привезенные Обуховым из Златоуста рабочие давали для пушек сталь хорошего состава. Ковали эту сталь выписанные из Англии мастера.

Все оборудование нового завода, включая даже громадную разрывную машину Киркальди, предназначенную для испытания материала, было привезено из Англии.

Однако дело не ладилось. Несмотря на прекрасный химический состав металла, механические качества его были плохими. При выстреле пушки часто разрывались, причиняя увечья стреляющим из них артиллеристам. Попытки установить причины плохого качества орудий, оставались безуспешными.

В это время на .завод пришел молодой инженер Дмитрий Константинович Чернов. Ему удалось не только блестяще разрешить загадку плохого качества орудий, но и сделать из этого обобщающие «ыводы, послужившие научной основой для особого вида обработки металлов - -термической, или тепловой, обработки. :

Д- К. Чернов родился в Петербурге 1 ноября 1839 г. Девятнадцатилетним юношей он с отличием заканчивает курс Технологического института и остается при нем в качестве преподавателя математики. Чернов неуклонно повышает свои знания. Одновременно с преподаванием математики он сам успешно¹, проходит курс физико-математического факультета Петербургского университета. В 1866 г. Чернов временно оставляет преподавательскую деятельность и поступает на Обуховский сталелитейный завод.

Итак, перед Черновым стояла задача — установить причины плохого качества стального литья.

Ежедневно в закопченных цехах громадного завода можно было встретить высокую угловатую фигуру молодого инженера. Тщательно изучает Чернов продукцию завода и убеждается,' что не все пушки одинаково плохи. Некоторые •из них отличаются хорошими качествами, а другие разрываются при первых же выстрелах. Чернов внимательно рассматривает место разрыва и убеждается В том, что сталь здесь имеет крупнозернистое строение, в то время как орудия, показавшие продолжительный срок службы, отличаются мелкозернистым строением металла при одинаковом химическом составе. Выходит, что из одного и того же материала можно полупить разную по качеству продукцию.

Шаг за шагом наблюдает Чернов все звенья процесса производства стального орудия. Литейный цех выпускает тяжелые стальные слитки. Химический анализ показывает, что полученная сталь полностью соответствует своему назначению. Слитки поступают в кузницу, нагреваются в печи до ярко-желтого цвета и, обжимаясь под мощными молотами, принимают форму заготовки для орудийного ствола. После остывания эти заготовки передаются в механический цех, где на металлорежущих станках производится их окончательная обработка.

Особое внимание уделяет Чернов работе кузнечного цеха. Он наблюдает за цветом нагреваемых в печи болванок. В то время еще не было приборов, позволяющих измерять высокие температуры, и Чернов определяет температуру «на-

глаз». Каждой температуре свойственен определенный цвет металла. При нагревании куска стали она последовательно пццнимает все цвета каления — от темно-красного до ослепительно белого.

Чернов подвергает ковке сталь, нагретую до различных температур, т. е.. до различного цвета каления. Откованные образцы он испытывает на разрывной машине. Таким образом он устанавливает, при каком температурном режиме ковки стальное изделие отличается наилучшими механическими качествами.

В 1868 г., семьдесят лет тому назад, Чернов сообщает Русскому техническому обществу, объединявшему весь цвет тогдашнего инженерства, о своих наблюдениях и выводах.' Его сообщение сводится к следующему: при нагревании сталь не остается неизменной; в определенные, критические моменты она претерпевает особые превращения, изменяющие ее свойства и структуру (строение).

Чернов установил четыре критические точки, характеризующиеся внутренними превращениями в стали. Эти точки, известные теперь в науке под названием точек Чернова, он обозначил буквами «а», «в», «к» и «с».

В процессе затвердевания жидкой стали прежде всего появляются центры кристаллизации, дающие основу для роста, осей будущих кристаллов. Оси отбрасывают от себя многочисленные ветви, составляющие скелет кристалла. На рисунке -схема скелета кристалла стали, изображенная Д. К, Черновым.

Сейчас всем известно, что если нагреть стальное изделие до некоторой высокой температуры и затем быстро охладить его, опустив в воду, то изделие закалится, т. е. твердость его значительно возрастет. Закаливать сталь умели и до Чернова, но Чернов впервые подходит к этому процессу научно. Он изучает закалку 1,ри различной степени нагрева стали и убеждается, что существует определенный минимум температуры, по достижении которого сталь начинает принимать закалку. Этот предел температуры, соответствующий темновишневому цвету нагретого куска стали, и есть критическая точка «а».' В «Записках Русского технического общества» за 1868 г. Чинов писал: «Сталь, как бы тверда о»

52