ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы МЕТАЛЛУРГИЯ СТАНОВИТСЯ ТОЧНОЙ НАУКОЙ из "Творцы науки о металле " Вторая половина XIX в. была ознаменована крупными событиями в области черной металлургии. Уже в 50-х годах почти одновременно были изобретены новые способы получения литой стали — бессемеровский (конверторный) и мартеновский. Это позволило выплавлять более дешевый металл в больших количествах и сравнительно быстро вытеснило из заводской практики кричный, пудлинговый и другие методы производства металла. Только тигельный передел чугуна в сталь, обеспечивающий получение металла высокого качества, еще долго конкурировал с новыми процессами выплавки стали. [c.73] Увлекательная наука о металле делала в то время свои первые шаги. Все активнее завоевывал право на жизнь новый металлический сплав — качественная сталь. Одно за другим спадали покрывала таинственности с процессов получения и обработки металлов. Может быть, все это заставило молодого инженера в марте 1866 г. покинуть институт и направиться в сталеплавильный цех Обуховского завода, где искрился расплавленный металл, где, изнемогая от жары, рабочие и инженеры отливали пушки и детали станков и машин, укрепляя военную и экономическую мощь Родины. [c.76] Целые дни, а иногда и ночи проводил Чернов в законченных цехах огромного завода, в механической п химической лабораториях. Часто его можно было встретить и на артиллерийском полигоне. Тщательно изучал он вьшускаемые заводом пушки, достоинства и пороки металла и вскоре пришел к выводу, что не все пушки одинаковы по качеству. Некоторые из них очень прочны и долговечны, а другие разрываются при первых же выстрелах. [c.76] Внимательно исследует Чернов места разрывов и убеждается в том, что сталь здесь имеет крупнозернистое строение, в то время как металл долго служивших орудий отличается мелкозернистой структурой при одинаковом химическом составе. Выходит, что из стали одного и того же состава можно получить разную по качеству продукцию. Это заставило молодого инженера глубоко задуматься. Если некоторые пушки получаются хорошими, размышлял он, значит, можно и нужно подобрать такие условия производства изделий, при которых все они будут отменного качества. [c.76] Особое внимание уделяет Д. К. Чернов ковке металла. Это была наименее исследованная область металлообработки. В то время еще не было приборов для измерения высоких температур (термоэлектрический пирометр Ле Шателье был изобретен почти 20 лет спустя, в 1885 г.). Старые опытные кузнецы научили Чернова определять температуру металла на глаз , по цвету нагреваемых в печи слитков. [c.77] Усри(л,1 подвергает ковке сталь, нагретую До различ-йых температур, т. е. до разного цвета каления — от темно-красного до ослепитольно-белого. Откованные н охлажденные образцы он испытывает в механической лаборатории на разрывной машине. Таким образом ему удается установить, при каком температурном режиме ковки изделие получает наиболее высокие механические свойства. [c.78] Миновали два года напряженной работы. В апреле и мае 1868 г. Д. К. Чернов докладывает о своих наблюдениях и выводах на заседаниях Русского технического общества. Его сообщения, названные Критический обзор стате11 Лаврова и Калакуцкого о стали и стальных орудиях и собственные Д. К. Чернова исследования по этому же предмету , вошли в золотой фонд научно-технической литературы но металлургии и металловедению. Чернов не только дал мастерский анализ работ Лаврова и Калакуцкого, но четко определил связь ме кду тепловыми превращениями в стали и ее свойствами и структурой. Он установил зависимость строения стали от тепловой и механической обработки. Молодой ученый подвел научную базу под изучение свойств и структуры стали. [c.78] Конечно, получать стальные изделия высокого качества удавалось и до Чернова замечательный металлург Аносов заложил основы металлургии качественных сталей и вооружил производственников научно обоснованной технологией выплавки стали. Однако сталеплавильное дело и особенно последующая обработка стальной заготовки в значительной степени определялись мастерством рабочих, их долголетним опытом. [c.78] Чернов превратил производство стальных изделий из пскусства одиночек в четко разработанный технологический процесс, сознательно направляемый и регулируемый. [c.79] В самом деле, что представляет собой обработка стали в горячем состоянии Это либо термическая обработка — закалка, отпуск, отжиг и прочее,— связанная только с тепловым фактором и происходящая без участия механических сил внешнего воздействия, либо это горячая механическая обработка, связанная с приложением к нагретому металлу, доведенному до пластичного состояния, внешних деформирующих усилий. Либо, наконец, это сочетание ковки, т. е. внешних механических воздействий, с последующей тепловой обработкой. Общее для всех этих видов то, что они преследуют цели улучшения механических свойств металла путем изменения его структуры. [c.79] Найденные Черновым точки не являются строго но-стоянными для всех сортов стали. Точки а, Ь и с не имеют постоянного места на шкале, — подчеркивал ученый в своем докладе,— и перемещаются сообразно со свойствами стали (для чистой стали это перемещение прямо зависит от процентного содержания в ней углерода) чем тверже сталь, тем более эти точки придвигаются к нулю, а чем мягче сталь, тем больше они от него удаляются, вообще говоря, с различными скоростями)) . Точки Чернова характеризуются превращениями стали при определенных температурах во время нагревания или охлаждения. Эти превращения существенно изменяют структуру и свойства металла. [c.79] Таким образом, критическая точка а практически характеризует температуру, при которой сталь начинает принимать закалку. Перед закалкой стальное изделие требуется нагреть несколько выше этой точки н быстро охладить. Такое стремительное охлаждение задерживает изменение структуры стали и наделяет ее новыми механическими свойствами. [c.80] Операция термической обработки стали, а также все виды горячей механической обработки — ковка, штамповка, прокатка — связаны с критической точкой Ь, также установленной Черновым. Он указывает, что сталь, будучи нагрета низке точки 6, не изменяет своей структуры — медленно или быстро после того она охлаждается... [c.80] Одной из главных операций артиллерийского производства является ковка орудийных стволов. Задача ковки состоит в том, чтобы получить возможно более мелкозернистую структуру стали (раздробить и вытянуть зерпа металла) и одновременно придать стальной заготовке форму, близкую к окончательной форме изделия. Практика показывала, что из одной и той же стали в результате ковки в одних случаях получались изделия с мелким зерном, а в других — с крупным. Необходимо было найти такой режим, при котором во всех случаях обеспечивалось бы получение мелкозернистой структуры. [c.80] Черно в. Критический обзор статей Лаврова и Калакуцкого.., стр. 91. [c.80] Однако вернемся к ковке стальных изделий. Так ли необходим этот сложный и трудоемкий процесс, требующий дорогого оборудования — нагревательных печей, молотов или прессов Внимательно изучая структуру литой и ко1ваной стали, Чернов пришел к выводу, что правильно подобранный режим тепловой обработки может обеспечить литому стальному изделию наилучшую структуру, т. е. мелкозернистое строение. В этом случае ковка была бы не нун на. Но в реальных условиях, как это блестяще показали в своих работах Лавров и Калакуцкий, литые стальные болванки переполнены газовыми пустотами, пузырями и раковинами. Задача ковки — сжать, сдавить, по возможности сварить эти пустоты. Не будь этих пустот, как газовых, так и усадочных,- - говорит Чернов,— можно было бы прямо в данную форму отливать орудия из стали,— так, как отливают их из чугуна . [c.81] Вернуться к основной статье