Чернов - [27]
Непосредственное значение для металлургии стали имело доказанное Черновым основное положение, что «прочность непрокованной стали нисколько не меньше прочности прокованной, если они имеют одинаковую структуру». Он показал, что литая, непрокованная сталь может иметь самую лучшую мелкозернистую структуру и наилучшие свойства, если ее нагреть и охладить по установленному им способу.
До Чернова надлежащую структуру стали стремились получать путем механической обработки, ковки. Чернов показал, что эта задача гораздо вернее и лучше решается при помощи тепловой обработки нагревом и охлаждением. Ковка же стали является лишь дополнительной операцией, имеющей целью придать изделию нужную форму.
Производство литых стальных изделий получило совершенно иной характер. Важнейшими заводскими операциями для получения стали нужной структуры сделались нагрев и охлаждение в различных сочетаниях.
Учение Чернова о превращениях стали при прохождении ее через критические точки открыло все цеховые секреты и производственные тайны металлургии, в том числе и тайну булата — знаменитой дамасской стали.
Причина превосходных качеств старинных восточных булатных клинков не в присутствии особенных посторонних примесей, как это склонны были думать многие авторитетные металлурги, но как раз, наоборот, в почти совершенном отсутствии всяких примесей, за исключением углерода, то есть в поразительной чистоте стали. По теории Чернова, получившей впоследствии блестящее подтверждение, необыкновенно замысловатый узор булата не что иное, как рисунок крупнокристаллического строения чистой углеродистой стали. При замедленном охлаждении слитка происходит процесс кристаллизации, именно он и создает причудливый узор. Последующая ковка булатного клинка с нагреванием не выше «точки b» видоизменяет взаимное расположение и форму кристаллических агрегатов, не нарушая нисколько первичной крупнокристаллической структуры стали.
«Исследования и наблюдения Д. К. Чернова над свойствами и строением стали по своей яркости и новизне сразу привлекли всеобщее внимание, — свидетельствует ученик Чернова. — Научный и технический мир почувствовал, что в докладе молодого инженера есть нечто большее, чем критический разбор хотя бы и талантливой технической работы, почувствовал, что наблюдения, сделанные в заводской мастерской над раскаленными болванками, под шум и грохот молота, глубоко проникают в свойства материи и дают возможность поставить научно и рационально всю огромную область сталепушечного дела. О том, что наблюдения Д. К. Чернова послужат отправной точкой для развития целой новой области физической химии — теории сплавов, об этом тогда никто не думал, да и не мог думать».
Доклад вызвал оживленные прения, со многим не соглашались, в возможность многого не хотели верить, но все чувствовали справедливость заключительных слов Д. К. Чернова: «Вопрос о ковке стали при движении его вперед не сойдет с того пути, на который мы его сегодня поставили!»
К этому следует добавить, что, говоря об аморфном, или воскообразном, состоянии металла, по тогдашней терминологии, Чернов имел в виду также кристаллическое состояние, правда, столь мелкозернистое, что рассмотреть его кристаллы невооруженным глазом было невозможно.
3. БАРЬЕРЫ МЫСЛИ
В самом начале своей научной деятельности Дмитрий Константинович увидел, что наука и техника развивались и развиваются среди удивительных заблуждений, ложных представлений и суеверий. Накапливаемый научный, технический и общежитейский опыт и знания воздвигают в уме человека почти непреодолимые барьеры для нового движения мысли вперед. В этих условиях порою чистейшая случайность ломает умственный барьер и открывает свободный ход мысли.
При таком положении дела нельзя было не признать случайность в делах науки или техники закономерностью творческого процесса.
Дмитрий Константинович никогда не таил от посторонних глаз случайных обстоятельств, которые помогали ему открывать путь к выводам и заключениям.
В своем историческом докладе Чернов приводит два факта, предшествовавшие открытию «точки а» и выводу о кристаллизации стальных отливок.
«Исследуя влияние степени нагрева на степень закалки стали, — рассказывает он, — однажды я попросил мастера нагреть кусок стали до темно-красного цвета, но тот нагрел его до светло-красного; желая исправить эту ошибку, я не опускал кусок в воду до тех пор, пока он не слыл до темно-красного каления, после чего кусок был погружен в воду. Несмотря на то что сталь была из сорта твердых, принимающих сильную закалку, кусок не закалялся вовсе, а напротив — сталь сделалась заметно мягче!»
Так обнаружилась основная характеристика «точки а».
А вот при каких обстоятельствах экспериментатор определил «наклонность стали к кристаллизации»:
— Болванка мягкой стали, приготовленная к ковке, оставлена была в печи на полчаса после того, как уже была нагрета до ярко-оранжевого цвета, потому что молот был занят ковкою другой болванки. Но чтобы не пережечь болванку, мастер умерил жар в печи, и каление болванки спустилось постепенно до ярко-красного цвета. За эти полчаса времени болванка успела изменить структуру и перейти из аморфного в кристаллическое строение, которое могло произойти тем совершеннее, чем болванка была размягчена и частицам стали при спокойном лежа-кип болванки в печи была предоставлена большая свобода к перемещениям. Когда молот освободился, мастер вынул болванку из печи и положил под молот. При первом же ударе по середине конец болванки от сотрясения отвалился сам собою: вид этого излома вы можете видеть на образчике. На нем видно, как сильно развились кристаллы, и притом каждый кристалл развился так самостоятельно, так мало связи было между отдельными кристаллами, что одного сотрясения было вполне достаточно, чтобы кусок отвалился от собственного веса.
