Металлургия становится наукой

Через два года Чернов уже смог доложить на заседании Русского технического общества о полученных результатах. Оказалось, что при нагреве в стали происходят изменения, причем не постепенно, а сразу, скачком, при достижении определенных температур. Ученый нашел три температурные точки, при которых происходят эти изменения, и обозначил их латинскими буквами А, В, С. Он назвал их критическими точками, но во всем мире их называют точками Чернова.

При наивысшей температуре, обозначенной точкой «С», сталь расплавляется. «С» — это точка плавления. Она изменяется в зависимости от химического состава стали, от вида и количества вводимых добавок. Зная точку плавления каждой марки стали, можно рассчитать процесс наиболее экономично, чтобы плавление шло с наивысшей скоростью при наименьшем расходе топлива. Точка «А» соответствует темно-вишневому цвету раскаленного металла. Это самая низкая температура, до которой нужно нагреть сталь, чтобы она воспринимала закалку. Чернов писал: «Сталь, как бы тверда она ни была, будучи нагрета ниже точки «А», не принимает закалки, как бы быстро ее ни охлаждали; напротив того — она становится значительно мягче и легче обрабатывается пилой». Однако сталь, закаленная при точке «А», обладает крупнозернистой структурой. Для того чтобы структура получилась мелкозернистой, изделие надо нагревать до точки «В» и даже выше. Чернов разработал технологию ковки, при которой волокна вытягиваются, придавая металлу максимальную прочность. «Нужно стремиться достигать того,— писал ученый,— чтобы наши орудия были по возможности мелкозернистого сложения; для этого следует... после нагрева болванки до высокой температуры ковать ее до тех пор, пока она не остынет до температуры, обозначенной мною точкой «В».

Гораздо позднее, когда появились приборы для определения температуры раскаленного металла, было установлено, что точка «А» соответствует приблизительно 700°С, а точка «В» — 800—850°С. Как и точка «С», для каждой марки стали эти точки имеют свою температуру.

Затем Чернов добился еще одного крупного достижения — доказал, что и литая сталь, если правильно подобрать режим ее тепловой обработки, также может иметь плотную мелкозернистую структуру. Обычно в стали, которая застывает в литейных формах, много пустот, газовых пузырей, раковин. Поэтому и приходится проковывать или прокатывать отлитую болванку, чтобы сдавить ее, уплотнить. При этом все пустоты внутри металла свариваются. Чернов писал: «Не будь этих пустот, как газовых, так и усадочных, можно было бы прямо в данную форму отливать орудия из стали, как отливают их из чугуна». И нашел способы получения литого металла почти без газовых пустот и раковин, так что в ряде случаев ковка и прокатка оказались ненужными.

Эти открытия молодого ученого, сделанные сто лет назад, обеспечили русскую армию безотказными надежными орудиями, а промышленность — прочным, хорошим металлом.

Но главная работа была впереди. Все тот же вопрос — что происходит с металлом в процессе обработки — не был выяснен. Этому Чернов посвятил следующие десять лет. И в 1878 году на заседании Русского технического общества он изложил содержание своего труда «Исследования, относящиеся до структуры литых стальных болванок», где раскрыл наконец процессы, происходящие в металле.