Техника - молодёжи 1964-02, страница 40

HiuoC&t

ИЩЕТ НОВЫЕ ПУТИ

ДЕТАЛИ „РАСТУТ" ИЗ РАСПЛАВА

И. ЛИТВИНЕНКО,

наш спец. корреспондент

Отношение научной теории к практике — вопрос, дискутирующийся с незапамятных времен. Сейчас он все больше решается однозначно: не может быть только «чистых теоретиков» и только «трезвых практиков». Самые отвлеченные понятия — а их особенно было много в области физико-математических дисциплин — переносятся на вполне конкретную почву.

Вот о чем прежде всего думаешь, войдя в педагогический институт имени Герцена в Ленинграде.

На первом втаже здания, построенного еще в начале века (кстати, перед войной кафедрой физики здесь заведовал И. В. Курчатов), расположена проблемная лаборатория по получению изделий из металлического расплава. Руководит ею доктор физико-математических наук профессор Александр Васильевич Степанов.

А. В. Степанов — крупный советский ученый, работающий в области физики металлов, один из создателей современного учения о механических свойствах твердых тел, металлов и сплавов.

На вопрос о самом интересном в этих исследованиях Степанов отмахивается теория.

Для журналиста, пожалуй, будет интересно узнать, как некоторые ее аспекты выливаются во вполне реальные вещи, которые можно и посмотреть и руками пощупать.

...Труд кузнеца издавна считается искусством. Бьет кузнец молотом по раскаленному куску железа, поворачивая его на наковальне.

Где надо, бьет изо всех сил, а где только-только пристукнет молотком, и болванка все больше становится похожей на предмет, который надо получить. Позднее в практику металлообработки вошлн специальные станки. Возникла и заняла прочное место в ряду других наук обработка металлов резанием. Недавно появился весьма эффективный способ получения фасонных деталей способом прокатки (см. «Техника — молодежи» № 8 за 1963 г ). Но все эти способы имеют между собой нечто общее. А именно на твердый металл действуют с силой, превосходящей его сопротивление Чем тверже металл, тем больше уси

лии надо приложить, тем острее должен быть резец, если это, скажем, токарный нли фрезерный станок, и мощнее обжимные валки, если имеем дело с прокаткой.

В то же время известно другое состояние металла, когда он бывает очень, даже чересчур податливым и заполняет любые формы.

В лаборатории Степанова имеют дело именно с таким металлом. Может быть, это новые виды литья?

— Впрочем, интересно будет узнать и кое-какие теоретические подробности, — говорит Степанов, пока мы проходим по длинному коридору к комнатам, где расположены опытные установки.

Как правило, жидкость принимает форму сосуда, в который мы ее наливаем. Но это правило имеет исключения. Взять, к примеру, ртуть Вылитая на гладкую поверхность, она не растекается, а свертывается в капли Чем меньше размеры капли, тем ее форма ближе к форме шара. Здесь действуют силы поверхностного натяжения.

Сразу в памяти всплывают разбитые в детстве термометры и дробящиеся капли ртути, которые, выскальзывая из пальцев, так н норовят запрятаться в щели между половицами.

Или взять другое явление — продолжает ученый. — Если сосуд с жидкостью вращать вокруг вертикальной оси, то поверхность жидкости изогнется под действием центробежных сил и примет точную форму параболоида вращения. Все это школьные истины. А вот известно ли вам, что блестящий физик-вкспериментатор прошлого века Роберт Вуд построил большой астрономический телескоп, в котором место сферического зеркала занял вращающийся сосуд с ртутью — идеальное параболическое зеркало? И если подобрать соответствующие условия кристаллизации, то, как вы, наверное, догадываетесь, можно будет получать вогнутые параболические поверхности без всякой механической обработки. Но это, разумеется, в будущем, а пока...

А пока в лаборатории Степанова наиболее хорошо изучен и проверен экспериментально способ получения металлических изделий из расплава, когда их форма определяется силами поверхностного натяжения.

Принцип работы установок, на которых профессор Степанов вместе со двоими сотрудниками А. В. Донским, Г. К. Боголюбовым, В. М. Гольдфарбом и А. С, Костыговым проводят исследования, весьма прост. На горизонтальную поверхность расплавленного в тигле металла помещается пластинка-поплавок из жаропрочного материала. В пластинке имеется щель, форма и размеры которой соответствуют форме и размерам получаемого изделия. Начало процесса — когда через щель по-плавка формообразователя в жидкий металл опускается затравка. Включается вытяжной механизм, он тянет затравку вместе с приставшим к ней металлом вверх. Металл поднимается выше уровня расплава в тигле и застывает.

Так обстоит дело в частном случае В зависимости от режимов работы, объясняет ученый, фронт кристаллизации может находиться выше уровня, на уровне и даже ниже уровня расплава в тигле.

В № 12 журнала «Техника — молодежи» за 1959 год была помещена статья «Не революция ли это в металлургии?», рассказывающая о работах ленинградского ученого А. В. Степанова по получению изделий из расплава

В предисловии к статье крупней ший советский металлург, покойный ныне, академик И П Бардин писал: «От всей души хочется пожелать, чтобы метод А. В Степанова нашел самое широчайшее распространение, и, как всему новому, пожелать ему доброго пути в нашу производственную практику, в жизнь».

Корреспондент журнала выехал в Ленинград, чтобы узнать, что но вого достигли Степанов и его сотрудники за это время.

Различных конструкций могут быть и поплавки. В простейшем случае — это пластинка со щелью. Более сложный формообразователь — в форме лодочки. Утапливая его, можно создавать давление в щели. Формообразователь может быть даже скрыт под поверхностью расплава, несколько утоплен. Поверхность расплава, которую он держит на своих «плечах», при этом изгибается по его форме. Такое устройство, по-видимому, целесообразно применять при работе с металлами, обладающими малым поверхностным натяжением.

Слушая о всех этих «тонкостях» технологии, снова приходит в голову мысль: какие все-таки благодарные плоды дает единство теории и практики. Степанов-теоретик почти четверть века руководит лабораторией физики кристаллов в Физико-техническом институте имени А Ф. Иоффе АН СССР Степанов-практик стремится получать нз застывающего металла нужные народному хозяйству изделия.

Их форма может быть самой различной. Например, «вывинчивая» металл из расплава (см. вкладку), получают винтовую поверхность, а меняя охлаждение во время процесса, получают изделия с изменяющимся по длине диаметром. Кабинет ученого загроможден рулонами тончайшей металлической пленки, трубами в «листе» — это уже почти готовые радиаторы — ребристыми трубами разных фасонов для теплообмен-ной аппаратуры.

Всего нз алюминия и его сплавов получено более 40 видов изделий.

Как часто бывает, очень важное узнаешь под конец. А В. Степанов затрагивает вопрос о сплавах. Трудами нескольких поколений металлургов создано очень много сплавов. Но они в большинстве случаев не находят применения, остаются «вещами в себе», ибо не могут быть обработаны механическим путем. Предлагаемый метод позволяет получать из них детали.

— Но в получении изделий из расплава еще много секретов, — говорит профессор Степанов. — Мы вытянули сотни килограммов изделий, стране нужны миллионы тонн. Многое станет ясным, когда исследования выйдут из рамок лаборатории и будут проводиться в производственных условиях.

Мы приехали в Ленинград по следам старой статьи и увидели, что за четыре года профессор Степанов и его сотрудники достигли иовых успехов И теперь особенно хочется пожелать, чтобы их работа из лаборатории вышла, наконец, говоря словами И. Бардина, «в нашу производственную практику, в жизнь»

►

36