Русские учёные и изобретатели - [21]
>В замечательной работе Д. К. Чернова была разгадана давняя тайна кузнечного дела. Практические результаты не замедлили сказаться. «Детские болезни» артиллерийского производства были излечены. Редкостью стали разрывы орудий.
Выводы, сделанные Д. К. Черновым, явились для тогдашнего времени смелыми и даже дерзкими. Идеи 28–летнего исследователя были встречены недоверчиво, порой враждебно. Однако это его не смутило. Свой исторический доклад Техническому обществу он заканчивает словами: «Что касается вообще до проводимых мною идей, то я уже получил упреки в том, что слишком смело высказываю свои выводы; но пусть же я покажусь еще смелее и выскажу окончательное заключение из своих наблюдений в следующих словах: вопрос о ковке стали при движении его вперед не сойдет с того пути, на который мы его сегодня поставили». Молодой ученый был прав. Это лучше всего показало дальнейшее развитие металлургии и металлообработки. Общие принципы, установленные Д. К. Черновым, остались незыблемыми и до настоящего времени.
Прошло десять лет со времени знаменитого доклада о критических точках, и Д. К. Чернов сообщает о новой выдающейся своей работе. Она посвящена процессу затвердевания жидкой стали и изучению строения стального слитка.
В конце 70–х годов уже широко применялись новые способы производства стали — в мартеновских печах и ретортах Бессемера. Эти способы позволяли относительно легко получать большие стальные слитки. Однако процессы разливки жидкой стали и ее остывания еще не были изучены. Сейчас мы знаем, что разливка — это не просто механическая операция, а сложный и ответственный процесс, который нужно сознательно направлять и регулировать. Переход металла из жидкого состояния в твердое определяет качество будущего изделия, изготовленного из этого металла.
Д. К. Чернов установил, что расплавленная сталь образует при затвердевании не однородную массу, а сложную систему кристаллов. Это открытие легло в основу современного представления о строении литой стали и металлов вообще.
Д. К. Чернов долго и тщательно исследовал кристаллизацию самых разнообразных веществ. Он выращивал большие кристаллы поваренной соли. С интересом наблюдал он явления замерзания воды. Сохранились фотоснимки оконных узоров льда, один из которых, как указывает надпись, был сделан Д. К. Черновым зимой 1915 года, когда ему уже исполнилось 75 лет. Д. К. Чернов создает схему затвердевания жидкой стали, а затем подтверждает ее практически. В процессе затвердевания расплавленного металла прежде всего появляются так называемые центры кристаллизации, дающие основу для осей будущих кристаллов. Оси отбрасывают от себя многочисленные ветви, образующие скелет кристалла. Затвердевание начинается в зоне соприкосновения жидкой стали с холодными стенками массивного чугунного сосуда — изложницы, куда сталь налита. Расплавленный металл покрывается твердой коркой. Эта корка защищает жидкую сталь от быстрого охлаждения, процесс затвердевания замедляется, и кристаллы получают возможность вырасти до большой величины.
При остывании сталь уменьшается в объеме, однако внешние размеры слитка уже определены коркой затвердевшего металла. Жидкого вещества не хватает для заполнения внутренней полости слитка, часть его остается пустой, образуя так называемую усадочную раковину. В слитке, где находится большое количество кристаллов, их растущие ветви переплетаются друг с другом и взаимно друг друга искривляют. Однако бывают случаи, когда отдельный кристалл начинает расти в усадочной раковине. Такому кристаллу нет препятствий для роста со стороны других кристаллов.
Д. К. Чернов собирал и тщательно изучал эти обособленно выросшие стальные кристаллы. В его коллекции хранился громадный кристалл, найденный в усадочной раковине 100–тоНного стального слитка. Кристалл — уникум весил 3,45 килограмма, а длина его составляла 39 сантиметров. Фотография этого знаменитого кристалла, названного «кристаллом Чернова», и его классические схемы, объясняющие процессы кристаллизации, вошли во все руководства по металлографии и пользуются всемирной известностью.
В 1880 году Д. К. Чернов вынужден был покинуть Обуховский завод, которому он отдал 14 лучших лет своей жизни. Восьмидесятые годы прошлого столетия характеризовались развитием промышленности на юге России. Знаменитый русский химик Д. И. Менделеев указывает на «будущую силу, покоящуюся на берегах Донца». Эта сила заключается в богатейших запасах каменного угля, железных руд и других полезных ископаемых. Д. К. Чернов отправляется на юг, где в течение трех лет занимается разведками каменной соли в Бахмутском уезде Екатеринославской губернии. Разведки эти увенчались успехом: найденные Д. К. Черновым залежи соли начинают разрабатываться в промышленных целях.
В 1884 году Д. К. Чернов снова возвращается в Петербург. Работает главным инженером отдела по испытанию заказов Министерства путей сообщения. В 1889 году он приглашается руководителем кафедры металлургии находившейся тогда в Петербурге старейшей высшей военной школы в России — Артиллерийской академии. Эту кафедру он сохранял за собой до самой смерти.
