В 1868 г. в России была опубликована работа Чернова «Критический обзор статей гг. Лаврова и Калакуцкого о стали и стальных орудиях и собственные Д. К. Чернова исследования по этому же предмету» [91]. В этой работе, которая открыла изучение явлений, происходящих в стали, Чернов впервые обратил внимание на существование критических точек, представляющих температуры, при которых в стали происходят внутренние превращения, проявляющиеся в изменении структуры и свойств.
Несмотря на то, что о внутренних превращениях в стали в процессе закалки говорили Реамюр [18] и Фукс [64], причем Реа-мюр даже подчеркивал, что, желая закалить сталь, нужно ее нагреть выше определенной температуры, проблема существования каких-либо конкретных критических точек отчетливо еще не была поставлена.
Открытие Черновым критических точек стали было сделано в результате необходимости решения актуальных производственных проблем. В России после поражения в Крымской войне впервые приступили к производству стальных орудий. В то время умели хорошо отливать сталь, но пластическая переработка слитков еще не была освоена, в результате чего, несмотря на хороший химический состав отливок, при производстве стальных орудий получалось много брака, причину которого никто не мог объяснить. В 1866 г. Д. К. Чернов приступил к тщательному изучению влияния всех факторов на качество пушечных поковок. Исследуя места преждевременного износа, он установил, что сталь в этих местах имеет грубозернистую структуру, в то время как металл орудий, действующих в течение длительного времени без повреждений, характеризуется мелкозернистой структурой при том же химическом составе. Д. К. Чернов пришел к выводу, что причина брака кроется в неправильной ковке, а точнее в неопределенных условиях ковки. Желая проверить правильность своих предположений, Д. К. Чернов подвергал ковке сталь, нагретую до разных температур, определяемых «на глаз», а затем определял прочность выкованных образцов. На основании полученных результатов он установил температурный режим ковки, при котором достигаются лучшие механические качества поковок. Исследования Д. К. Чернова, охватывающие одновременно влияние скорости охлаждения стали с разных температур, увенчались большим производственным успехом: поковки, забракованные из-за грубозернистой структуры удавалось исправлять с помощью предложенного Черновым способа. Однако еще большим было теоретическое значение этих опытов. Наблюдая в процессе своих исследований изменения цветов каления стали во время нагревания и охлаждения, Чернов пришел к выводу, что сталь при нагревании или при охлаждении не остается неизменной, а в некоторых определенных критических для нее температурах (которые Д. К. Чернов определял на глаз) подвергается определенным внутренним изменениям, связанным с изменением структуры и свойств. Соответствующие температуры Д. К. Чернов назвал точками а и b.
 |
Рис. 6.
«Пусть точка О (рис. 6) означает нулевую точку термометрической шкалы, точка а означает темно-вишневое каление, точка b— красное неблестящее каление и пусть точка с соответствует температуре плавления данной стали. Точки a, bи с не имеют постоянного места на шкале и перемещаются сообразно со свойствами стали (для чистой стали это перемещение прямо зависит от процентного содержания углерода); чем тверже сталь, тем более эти точки придвигаются к нулю, а чем мягче сталь, тем более они от него удаляются... Не имея возможности измерить эти температуры при помощи физических приборов, я по необходимости ограничился обозначением их по цвету каления, все оттенки которого может различить только опытный глаз... Сталь, как бы тверда она ни была, будучи нагрета ниже точки а, не принимает закалки, как бы скоро ее не охлаждали; напротив того, она становится значительно мягче и легче обрабатывается пилой... Как только температура стали возвысилась до точки b,масса стали быстро переходит из зернистого (или, вообще говоря, кристаллического) в аморфное (воскообразное) состояние, которое удерживается при дальнейшем нагревании до самой точки плавления, т. е. до точки с. Чем меньше мы поднимаемся при нагревании над точкой bи чем быстрее охлаждаем, тем излом более мелкозернистый, а чем выше нагреваем над точкой bи медленнее охлаждаем, тем излом более грубозернистый».
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.