Металлургия становится наукой

Чем же заслужил русский инженер эту мировую признательность?

...— Огонь! — скомандовал офицер, убедившись, что заряжающий укрылся в блиндаже.

Солдат дернул за длинную веревку, привязанную к спусковому механизму орудия. Пушка выстрелила... и взорвалась. В блиндаже все невольно пригнулись, когда по крыше прогрохотали осколки.

— Вот вам и очередная загадка, Дмитрий Константинович,— сказал офицер, руководивший испытаниями, скромно одетому молодому человеку.— Эта пушка была сделана точно из той же стали, что и предыдущая. Одна плавка, я лично проверял. Однако та пушка произвела уже сто выстрелов и не взорвалась, а эта с первого раза...

Чернов, не отвечая, вылез из блиндажа, подобрал срикошетировавший от крыши осколок ствола. Да, все тот же характерный крупнозернистый излом...

Эта загадка беспокоила металлургов всего мира. Пушки, отлитые из одной и той же стали, были непохожи одна на другую. Одни служили десятки лет, другие разрывались после первых же выстрелов. Почему? Сотни блестящих умов пытались понять это. И двадцативосьмилетний инженер Чернов тоже загорелся этой проблемой. С утра до позднего вечера пропадает он в цехах Обуховского завода, где внимательно изучает все тонкости изготовления орудийных стволов. Вместе с артиллеристами он проводит на полигонах испытания новых орудий, записывая данные в разбухшую записную книжку. И часто всю ночь до утра горит свет в механической и химической лабораториях, где Чернов исследует обломки металла.

Почему-то никто из исследователей не обращал внимания на строение металла, из которого были сделаны пушки. Причину разрывов искали во внутренних трещинах, пустотах, газовых пузырях. Чернов первый задался вопросом: почему металл всех плохих орудий имеет крупнозернистую структуру? Не связано ли это с прочностью? А сейчас, на полигоне, ему пришла в голову и другая мысль: какая же структура у хороших пушек? И Чернов попросил отправить к себе в лабораторию ствол орудия, выдержавшего сто выстрелов. Когда его распилили, ученый убедился в правильности своей догадки: металл имел мелкозернистое строение.

Но ведь оба орудия изготовлены из одной и той же стали, сваренной в одной мартеновской печи и слитой в один ковш. А строение металла у них оказалось разным. Ясно, что это произошло в процессе обработки ствола. Теперь поле поисков значительно сузилось.

Сталь рождается в мартеновской печи. Затем ее разливают в специальные чугунные формы-изложницы, где она застывает в слитки — заготовки для будущих пушек. Их проковывают мощными паровыми молотами, придавая форму орудийного ствола. И, наконец, сверлят отверстия и обрабатывают на токарных станках.

Наименее изученным процессом была в то время ковка. С нее и начал ученый. При какой температуре лучше всего ковать стволы? Оказалось, что никто этого не знает. Каждый кузнец определял подходящую температуру на глаз, по цвету слитка. Но ведь глаза-то у всех разные, и разница в определении подходящей температуры достигает десятков градусов. Так, может быть, все дело именно в температуре, при которой куют слитки? Ведь металл одной плавки попадает к разным кузнецам, и каждый из них отковывает ствол при «своей» температуре.

Вот если бы существовал какой-нибудь прибор, позволяющий точно определить степень нагрева пушечной заготовки!.. Но такой прибор — пирометр — будет изобретен французом Ле Шателье только через двадцать лет. Ничего не поделаешь, придется научиться определять температуру раскаленных болванок по их цвету. Опытные кузнецы научили этому Чернова. Долгими часами вглядывался он в печи, где нагревались болванки, наблюдал, как их отковывают на молотах. От постоянного напряжения страшно болят глаза, и в конце концов у него даже появилось легкое косоглазие.

Но вот первый успех. Нагревая слитки до разного цвета — от темно-красного до ослепительно белого,— проковывая их при этом нагреве и испытывая затем на разрывной машине, Чернов находит температурный режим, при котором изделие получается наиболее прочным. Но это — всего лишь следствие. Причина же — что именно происходит с металлом в процессе обработки — пока не выяснена. И ученый продолжает настойчивые поиски.