Тайны великих открытий

В первых же своих опытах Бессемер обнаружил, что при продувании сгорающие примеси — углерод, марганец и кремний — быстро выгорают, значительно повышая температуру. Это повышение резко снижало потребности в горючих материалах. Но… при воспроизводстве в России конвертера Бессемера обнаружилось, что сталь получается разного качества. Почему?

Этим вопросом занялся Чернов. Первым делом он решил определить наилучший способ наблюдения процесса и выбрал спектроскоп. Изменения в спектре позволили ему четко фиксировать превращения в ходе плавки стали. Этих превращений оказалось четыре. Примеси сгорали в разное время, что меняло характер и режимы плавки.

И вскоре установил, что: в плохом качестве стали, полученной бессемеровским методом, виноваты большое количество кремния и "слишком горячий ход процесса при перегретом чугуне". Чернов определил и те режимы, которые требовались для русского малокремнистого чугуна.

Однажды ученик Чернова подполковник Берсенев привез из Англии большой стальной кристалл, из усадочной пустоты стотонного слитка. Такой кристалл, не встречая препятствий для своего роста со стороны других кристаллов, достигает больших размеров, причем его форма не искажается. На заводе этим кристаллом никто не заинтересовался, и англичане охотно подарили его Берсеневу.

Сейчас изображение этого кристалла можно видеть, наверное, во всех учебниках по сталелитейному делу. Этот кристалл помог Чернову понять образование внутренней структуры стали:

"Одно вещество, более мягкое, более углеродистое, бросает оси, а другое, менее углеродистое, оставаясь в то время еще жидким, тотчас же вслед за тем облепляет ростки".

Из чисто теоретического вывода Чернов сразу сделал практический вывод: для лучшего уплотнения стали наряду с применявшимся способом прессования жидкой стали он разработал метод разливки во вращающиеся изложницы "В самом деле, если при отливке стали в изложницу эту последнюю приводить в быстрое вращательное движение, то растущие нормально к поверхности изложницы разрывные кристаллы не в состоянии будут так сильно развиваться, как это имеет место при спокойном росте, и сталь будет нарастать гладкими, аморфного сложения слоями".

Но и найдя этот метод, Чернов не прекратил научных исследований. Немецкий промышленник Крупп, воспользовавшись "точками Чернова", стал выплавлять сталь, не худшую, чем в России, а затем — и лучшую. А Крупп выпускал и снаряды.

Русский ученый решил выяснить, почему немецкие снаряды оказались лучше русских. Он надрезал снаряд Круппа вдоль так, чтобы потом при помощи клиньев получить правильный его излом. Для анализа требовался не срез, а именно излом. При этом обнаружилась удивительная вещь — внешняя оболочка снаряда резко отделялась от внутренней, причем местами могла совершенно отделяться. Отсюда был сделан вывод, что закалке подверглась лишь внешняя часть снаряда и этой закаленной оболочке придавали не очень прочную связь с внутренней массой. Благодаря этому при ударе о препятствие трещины не распространялись внутрь снаряда и он не разлетался на куски.

Такая идея была совершенно неожиданной — чтобы снаряд меньше разрушался, создать в снаряде сравнительно непрочный слой.

Разгадав главный принцип крупповских снарядов, Чернов предложил свой метод — путем подбора скорости охлаждения и повторных охлаждений получить не одну простую корку твердой стали, а двойную.

Это был совершенно иной принцип, чем у Круша, но в какой-то мере навеянный крупповским снарядом.

Чернов провел опыт с однннадцатидюймовым снарядом.

После нагрева снаряд был погружен в холодную воду на две минуты, затем вынут из воды на полминуты, вторично погружен в воду на три четверти минуты и опять вынуть на полминуты, в третий раз погружен в воду на одну минуту и опять вынут на двадцать секунд, затем его перенесли в горячую ванну с температурой сто восемьдесят пять градусов, где он оставался двадцать минут.

Температура ванны поднялась за это время до двухсот тридцати градусов, и снаряд уже имел по всей массе одинаковую температуру. Зарытый потом в сухую теплую золу, он остывал в течение двадцати четырех часов.

Все эти тщательно рассчитанные температуры и скорости охлаждения и отпуска сделали свое дело: положенный боком на наковальню пятитонного молота, снаряд этот выдержал пятнадцать полных ударов совершенно без всяких повреждений, даже без вмятин в точках удара. Между тем снаряд Круппа разбился при повторном ударе этого пятитонного молота.

Русские снаряды превзошли снаряды Круппа.

Удивительнейшие когда-то были времена — один русский ученый вел поединок со всем миром. И ни разу не проиграл.