1831 г. — П. П. Аносов, работавший на Златоустовской оружейной
фабрике и стремившийся раскрыть тайну получения древнего булата,
впервые применил микроскоп для исследования строения отполированной
поверхности стали, предварительно протравленной кислотой.
1864 г. — английский естествоиспытатель К. Сорби провел
подобные исследования макроструктуры железных метеоритов и образцов
стали, применив при этом микрофотографию.
1868 г. — Д. К. Чернов указал на существование температур,
при которых сталь претерпевает превращения при нагревании и охлаждении
(критические точки).
1888 г. — французский инженер Ф. Осмонд измерил эти температуры
при помощи термоэлектрического термометра, изобретенного его соотечественником
Ле Шателье.
1895 г. — А. А. Ржешотарский создал металловедческую лабораторию
на Обуховском заводе в Петербурге.
1897 г. — Ле Шателье сконструировал металлографический микроскоп,
значительно расширивший возможности изучения структуры металлов.
1897 г. — английский ученый У. Робертс-Остен исследовал
методами термического анализа микроструктуры нескольких двойных
металлических систем, в том числе железоуглеродистых сплавов.
1900 г. — нидерландский физико-химик Г. В. Розебом уточнил
и обобщил экспериментальные данные о железоуглеродистых сплавах,
создав диаграмму Fe—С.
1902 г. — А. А. Байков исследовал явления закалки сплавов.
В последующие годы он основал в Петербургском политехническом институте
первую в России учебную лабораторию металловедения и создал крупную
научную школу металловедов.
1903 г. — Н. С. Курнаков сконструировал самопишущий пирометр,
позволивший значительно усовершенствовать методику термического
анализа металлов и сплавов.
1904 г. — Н. И. Беляев организовал металловедческую лабораторию
на Путиловском заводе в Петербурге.
1906—1913 гг. — Н. С. Курнаков и С. Ф. Жемчужный установили
зависимости между составом двойных систем и их свойствами — электропроводностью,
твердостью и др.
1908 г. — А. М. Бочвар организовал в Высшем техническом
училище первую в Москве металлографическую лабораторию.
1918 г. — французские ученые А. Портевен и М. Гарвен установили
зависимость критических точек стали от скорости охлаждения.
20-е гг. XX в. — в различных странах начались исследования
изотермических превращений в стали (Э. Давенпорт, Э. Бейн, Р. Мейл
в США, С. С. Штейнберг, Н. А. Минкевич в СССР, Ф. Вефер в Германии
и др.).
Одновременно развивалась физическая теория кристаллизации металлов,
экспериментальные основы которой были заложены в начале XX в. немецким
физико-химиком Г. Тамманом (Я. И. Френкель, В. И. Данилов в СССР,
М. Фольмер в Германии, И. Странский в Болгарии).
Важную роль в развитии металловедения начал играть рентгеноструктурный
анализ, позволивший определить кристаллическую структуру различных
фаз, описать ее изменения при фазовых переходах, термической обработке
и деформации (структуру мартенсита, изменения структуры твердых
растворов при их распаде и т. д.). В этой области большое значение
имели работы Г. В. Курдюмова, С. Т. Конобеевского, Н. В. Агеева
(СССР), А. Вестгрена (Швеция), У. Юм-Розери (Великобритания), У.
Делингера, В. Кестера (Германия).
В эти же годы А. Ф. Иоффе и Н. Н. Давиденков положили начало теории
прочности кристаллов.
1935 г. — А. А. Бочваром изучен механизм эвтектической кристаллизации
сплавов.
40-е гг. — Н. Т. Гудцов основал в Московском институте стали
новую научную школу в области металловедения и термической обработки
стали.
2-я половина XX в. — разработка и внедрение в практику
металловедения электронной микроскопии, методов электронной дифракции,
нейтронографии, радиоизотопных индикаторов, внутреннего трения,
микрорентгеноспектрального анализа, калориметрии, магнитометрии
и др.
Средневековое “металловедение”
“Семь металлов создал свет по числу семи планет” — в этих немудреных
стишках был заключен один из важнейших постулатов средневековой
алхимии. На каком-то этапе науке и впрямь было известно лишь семь
металлов и столько же небесных тел (Солнце, Луна и пять планет,
не считая Земли). По мнению тогдашних светил науки, не увидеть в
этом глубочайшую философскую закономерность могли только глупцы
да невежды. Стройная алхимическая теория гласила, что золото представлено
на небесах Солнцем, серебро — это типичная Луна, медь, несомненно,
связана родственными узами с Венерой, железо олицетворяется Марсом,
ртуть соответствует Меркурию, олово — Юпитеру, свинец — Сатурну.
До XVII века металлы и обозначались в литературе соответствующими
астрономическими символами.
Алхимические знаки металлов и планет
|
Все было бы хорошо, если бы “полку металлов” не прибывало, с открытием
же новых планет дело обстояло значительно хуже (седьмая планета
Солнечной системы Уран была открыта лишь в 1781 году). Чтобы теория
не страдала, на первых порах решено было отнести вновь открытые
металлы (цинк, висмут и др.) к разделу полуметаллов. Но химические
свойства многих “полу металлов” свидетельствовали о том, что они
имеют ничуть не меньше прав считаться полными металлами, чем “великолепная
семерка”.
Миниатюра из алхимической книги изображает
семь металлов в недрах Земли в виде семи богов, укрывшихся
в пещере. В середине сидит Аполлон, бог Солнца и золота; слева
от него - Диана, богиня Луны и серебра; справа - Венера, символизирующая
планету Венера и медь. В глубине пещеры стоят Юпитер - олово.
Марс - железо, Сатурн - свинец и Меркурий - ртуть.
|
Явный дефицит небесных тел заставил “научных работников” алхимических
лабораторий искать выход из тупика. Не лишено резона было предложение
испанского металлурга и по совместительству священника Альваро Алонсо.
В своей книге “Искусство металлургии”, вышедшей в 1640 году, он
написал:
“Несколько лет назад в Богемии нашли металл, находящийся между
свинцом и оловом и отличающийся от обоих. Если есть связь между
металлами и планетами, то не значит ли это, что, совершенствуя телескопы,
мы можем обнаружить и новые планеты?”
Но сколько ни совершенствовались телескопы, астрономам удалось
довести число планет Солнечной системы лишь до 9, в то время как
семейство металлов разрослось примерно до 80 членов, явно не считаясь
с положениями “планетно-металлической” теории.
Топор из метеорита
Не так давно в Моравском музее города Брно (ЧССР) появился новый
экспонат — небольшой топор, найденный археологами на раскопках древнего
поселения Мстенице, относящегося к раннему средневековью. Уже почти
два десятилетия ученые ведут здесь работы, в результате которых
им удалось обнаружить около 40 тысяч различных предметов старины,
в том числе немало топоров. Однако топор, пополнивший теперь коллекцию
музея, оказался не простым, а... Нет-нет, не золотым, как сказочное
яичко, а железным, как и подобает настоящему топору, но все дело
в том, что железо, из которого древний кузнец отковал свой топор,
было... метеоритным.
К этому выводу пришли металловеды после того, как находку подвергли
металлографическому анализу. Оказалось, что в отличие от других
железных изделий, найденных на раскопках, описываемый топор изготовлен
из “природнолегированного” железа, содержащего 2,8% никеля и 0,6%
кобальта.
Такой состав свидетельствует о небесном происхождении материала,
которым воспользовался средневековый мастер из Мстенице.
“Опальный” сплав
В прошлом веке металлургов и химиков охватила “эпидемия” поисков
нового сплава, способного заменить дорогое серебро в качестве материала
для посуды и столовых приборов. “Вирусом” служила солидная премия,
обещанная тому, кто первым достигнет цели. Почти одновременно ученым
ряда стран удалось получить несколько однотипных сплавов системы
медь-цинк-никель, весьма сходных с серебром: аргентан (“подобный
серебру”), нейзильбер (“новое серебро”), мельхиор и др.
В 1916 г. на долю нейзильбера выпали крупные “неприятности”. Австрийский
император Франц Иосиф, пользовавшийся сервизом из этого сплава,
внезапно заболел и умер. Отчего? Подозрение пало на “новое серебро”,
и на посуду был наложен запрет. Лишь тщательные исследования позволили
полностью реабилитировать ни в чем не повинный сплав. А умер император
не так уж и неожиданно: ему было отроду “всего-навсего” 86 лет.
(Материалы подготовлены по БСЭ, 3-е изд.)
|