Глава V. На рубеже двух столетий [1980 Федоров А.С.

Ленинград. Набережная Невы на Васильевском острове. Этот район издавна считался культурным и научным центром славного города. Он связан с деятельностью Академии наук и Академии художеств, многих музеев и научно-исследовательских институтов, крупнейших вузов и библиотек.

Еще с петровских времен высится здесь знаменитое здание двенадцати коллегий. Более полутора столетия назад оно было отдано созданному тогда Петербургскому университету. В этом доме за массивной оградой тенистого сада в течение четырех десятилетий работал и жил великий русский химик Дмитрий Иванович Менделеев. В 1911 г. в здании университета был открыт мемориальный музея прославленного ученого, одного из основоположников современной химии.

Здесь полностью сохранилось все, что окружало творца периодического закона: его библиотека, рабочий кабинет, научные приборы и, наконец, его рукописи - замечательное собрание трудов великого ученого по десяткам разных наук, по сотням научных проблем - по химии и физике, педагогике и сельскому хозяйству, металлургии и организации заводского производства, по экономике и многим другим вопросам.

Д. И. Менделеев не был металлургом в буквальном смысле этого слова; он не работал на металлургических заводах, не давал практических рецептов, как лучше выплавлять чугун и сталь. Однако для развития теоретической и прикладной металлургии он сделал во сто крат большее. Без величайших открытий Менделеева, без установленного им периодического закона химических элементов, без разработки важнейших вопросов теоретической и экспериментальной химии, учения о растворах и упругости газов современные успехи металлургии были бы невозможны. Многие поколения инженеров-металлургов учились по классической книге Д. И. Менделеева "Основы химии", написанной целое столетие назад, неоднократно переиздававшейся и переведенной на многие европейские языки.

Дмитрий Иванович Менделеев родился в Тобольске 27 января (8 февраля) 1834 г. в семье директора гимназии. Детские годы будущего ученого прошли в деревне, среди яркой сибирской природы, в трудовой обстановке, в окружении крестьян и рабочих небольшой стекольной фабрики, принадлежавшей дяде Менделеева. "На всю жизнь он сохранил приобретенную в детстве любовь к труду, глубокое уважение к мастерам своего дела, вполне владеющим своей профессией, живой интерес к фабрично-заводскому производству и сельскому хозяйству"¹.

¹ (Фигуровский Н. А. Дмитрий Иванович Менделеев. М., 1961, с. 21)

В 1849 г. Д. И. Менделеев окончил Тобольскую гимназию. Его мать стремилась дать сыну высшее образование. Она переехала в Москву, к брату. Однако поступить в Московский или Петербургский университеты, юноше так и не удалось. В то время каждая гимназия была "приписана" к строго определенному университету, поэтому абитуриенты из Тобольска могли быть зачислены лишь в Казанский университет. Но это не соответствовало возможностям семьи Менделеевых.

После долгих хлопот Д. И. Менделеев в 1850 г. зачисляется на физико-математический факультет Главного педагогического института в Петербурге с обязательством по его окончании прослужить не менее 8 лет по назначению начальства. В том же году умерла мать будущего ученого, а вскоре скончался и его дядя. Менделеев крайне нуждается в средствах к существованию. Уже с первого курса института он репетирует гимназистов, рано приобщается к литературной деятельности, помещая в журналах научные обзоры и мелкие заметки.

Занятия в институте, особенно на старших курсах, шли успешно. Педагогический институт отличался прекрасным преподавательским составом, хорошо налаженным учебным процессом. Полвека спустя великий химкк писал, что он "обязан Главному педагогическому институту всем своим развитием... Нам все было дано, все было легко доступно, и мы брали предлагаемое потому, что от наших профессоров узнавали то, где и что лучше всего следовало взять. Все дело зависело, конечно, от того направления, которое имело все учебное заведение, а оно определялось тем, что профессора его были первоклассные ученые своего времени, как Остроградский по математике, Савич по астрономии, Ленц и Купфер по физике, Брандт по зоологии, Воскресенский по химии и т. п."².

² (Менделеев Д. И. Сочинения. М., 1952, т. XXIII, с. 209)

Весной 1855 г, Д. И. Менделеев с золотой медалью оканчивав! Педагогический институт и получает звание старшего учителя. Состояние его здоровья требует поездки на юг. Осенью того же года молодой педагог начинает преподавать математику, физику и естественные науки в Одесской гимназии. Несмотря на большую учебную нагрузку, он упорно работает над магистерской диссертацией, а год спустя сдает в Петербургском университете магистерские экзамены и защищает диссертацию на тему "Удельные объемы". Это был первый шаг ученого к открытому им впоследствии периодическому закону химических элементов.

В январе 1857 г. Менделеев переводится в Петербургский университет на должность доцента по кафедре химии. Он читает курс органической химии, руководит практическими занятиями студентов и, кроме того, находит время для систематической публикации в столичных газетах и журналах обзорных статей по различным вопросам науки и техники. К этому времени относятся обзоры 24-летнего Менделеева о новостях техники производства чугуна, стали и железа, составленные им по отечественным и иностранным журналам и опубликованные в нескольких выпусках "Промышленного листка" (газете промышленности и торговли) за март и апрель 1858 г.

Серия научных обзоров под общим названием "Новейшие металлургические исследования" - это не компиляция из различных источников, а обобщающий труд с ясными выводами автора, с его особыми мнениями и оценками того, что делается в России и за рубежом в области производства черных металлов³. Уже в первой статье молодой ученый доказывает экономическую эффективность работы металлургических печей не на твердом топливе - коксе или древесном угле, а на горючих газах, для добывания которых "можно употреблять такие материалы, которые негодны для большой части заводских производств: плохой торф, мелкий каменный уголь, сосновую кору, шишки, бурый уголь, горючие сланцы и т. п. ... Для стран, богатых лесом и каменным углем, все-таки выгодно не употреблять их прямо на топливо, а превращать сперва в горючие газы или чрез неполное сожигание в особых генераторах (где главным образом происходит окись углерода), или даже чрез разложение в ретортах (где происходят углеродистые водороды и остается уголь или кокс). Чтобы понять выгоду этого, достаточно вспомнить, сколько полезного горючего материала истребляется при нынешнем способе обжигания дров на уголь и каменного угля на кокс, достаточно узнать те выгоды, которые представляет газовое отопление пред обыкновенным, и те цифры сокращения в количестве топлива, какие дает опыт"⁴.

³ (Эти научные обзоры вошли в т. XII Сочинений Д. И. Менделеева, посвященный его работам в области металлургии)

Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907)

В последующих статьях Менделеев рассказывает об устройстве и работе "печей без топлива" - бессемеровских конверторах, которые тогда были еще технической новинкой и только начинали внедряться на зарубежных заводах. С предельной четкостью молодой ученый формулирует достоинства и недостатки бессемеровского способа переработки чугуна в сталь. В заключительных обзорах серии "Новейшие металлургические исследования" Менделеев убедительно доказывает нерациональность господствовавшего в то время двойного процесса получения стали из чугуна по схеме: чугун - железо - сталь. "Превращая чугун сперва в железо,- пишет он,- а потом в сталь, мы поступаем нерационально, убыточно: сперва отнимаем углерод, а потом вновь прибавляем его (цементуем)"^4а.

Научные обзоры показывают, что Д. И. Менделеев уже тогда хорошо знал состояние отечественной металлургии. В его статьях приводятся результаты первых экспериментов по бессемерованию на Пожевском, Каменском и других заводах. Наконец, в заключение он подробно останавливается на методах получения стали, разработанных П. М. Обуховым на Златоустовском заводе, давая им высокую оценку.

Таким образом, уже в самом начале своей научной деятельности великий русский химик проявлял глубокий интерес к металлургическому производству, ясно видел его потенциальные возможности, предугадывал пути дальнейшего развития.

Весной 1859 г. Д. И. Менделеев направляется в заграничную командировку для "усовершенствования в науках". В течение месяца путешествует он по Австрии и Германии, а затем останавливается в старинном немецком городе Гейдельберге, в университете которого работали в то время известные ученые Бунзен и Кирхгоф. На снятой им частной квартире на свои небольшие средства Менделеев оборудует научную лабораторию и отдается экспериментальной работе. Он проводит важные исследования в области физической химии, изучает явления капиллярности, расширения жидкостей при нагревании. Здесь же молодой ученый делает важное открытие - устанавливает существование критической температуры кипения жидкостей.

В Гейдельберге жили и работали тогда многие молодые представители русской науки, ставшие впоследствии выдающимися учеными: И. М. Сеченов, А. П. Бородин, С. П. Боткин, А. О. Ковалевский и др. Стихийно возник дружеский кружок ученых-земляков, душой которого стал Д. И. Менделеев. Два года, проведенные за рубежом, позволили Дмитрию Ивановичу установить научные контакты также со многими зарубежными учеными. Он принял самое активное участие в работах Международного химического конгресса в Карлсруэ в 1860 г., который явился крупнейшим событием в развитии химии. Сам Менделеев считал этот конгресс "важнейшей вехой в своей научной жизни, в формировании собственных теоретических представлений, и в частности - идеи периодичности свойств атомов"⁵.

⁵ (Фигуровский Н. А. Дмитрий Иванович Менделеев, с. 51)

В феврале 1861 г. Д. И. Менделеев возвращается на родину. Он продолжает чтение лекций в университете и других учебных заведениях Петербурга. В течение нескольких месяцев пишет учебник органической химии, который вскоре был издан и отмечен Демидовской премией Академии наук. В 1865 г. Менделеев защищает докторскую диссертацию и утверждается профессором химии Петербургского университета. Молодой профессор читает курс общей химии в университете и приступает к подготовке своей знаменитой работы "Основы химии", навеки обессмертившей его имя.

Первые выпуски "Основ химии" были опубликованы в 1869 г., а два года спустя было закончено издание всего уникального труда. В этой книге и в серии научных статей, относящихся к 1869-1871 гг., Менделеев впервые сформулировал открытый им периодический закон химических элементов, ставший основой современной химии.

Более ста лет отделяют нас от даты публикации "Основ химии". Но, как совершенно правильно говорит акад. С. И. Вольфкович, "эта книга и сейчас остается трудом, изучение которого является совершенно необходимым для каждого химика, независимо от возраста, опыта и специализации. В ней Д. И. Менделеев заложил самые основы химического мышления, без которого нельзя стать настоящим химиком-исследователем и преобразователем природы. Периодический закон и "Основы химии" открывали новую эпоху не только в химии, но и во всем естествознании, оказав большое влияние также на материалистические обобщения в различных областях естественных и философских наук"⁶.

⁶ (Вольфкович С. И. Дмитрий Иванович Менделеев.- В кн.: Люди русской науки. М.; Л., 1948, т. 1, с, 306)

Открытием периодического закона Менделеев блестяще доказал закономерную взаимосвязь всех химических элементов. Расположенные в порядке возрастания атомных весов элементы периодически, через строго определенные промежутки проявляют аналогичные свойства.

Таким образом, многочисленные химические элементы, составляющие все живое и неживое, что есть в природе, представляют собой не хаотическое скопление, а строгую и стройную систему. Их свойства зависят от атомного веса или, как выяснилось в наше время, от атомного номера того или иного элемента.

Периодическая система Менделеева позволила установить взаимозависимость физических и химических свойств вещества, предсказать открытие ряда новых элементов, исправить атомные веса многих уже известных элементов. Это был подлинный триумф великого открытия.

Для металлургов периодический закон и другие замечательные работы Менделеева в области химии имеют особое значение. В "обиход" современной металлургии входит подавляющее большинство химических элементов, как металлов, так и неметаллов, составляющих периодическую таблицу. Да и сама таблица за 110 лет своего существования значительно выросла. Вначале она включала 63 химических элемента, а сейчас их число достигло уже 106. "В своей практической работе металлурги каждодневно обращаются к периодическому закону Д. И. Менделеева, черпая из таблицы все новые и новые факты и связи, позволяющие направлять металлургический процесс по более современному пути"⁷.

⁷ (Крестовников А. Н. Значение трудов Д. И. Менделеева в научном развитии металлургии.- В кн.: Русские ученые в цветной металлургии. М., 1948, с. 40)

В кратком очерке нет возможности рассказать о значении других выдающихся работ Д. И. Менделеева в области физической и теоретической химии для развития науки о металле. Однако этим не ограничивается вклад великого химика в металлургию. Менделеев счастливо сочетал талант ученого-теоретика и практика, близко связанного с интересами фабрично-заводского производства. Его глубоко интересовали вопросы развития нефтяной и каменноугольной промышленности, железнодорожного строительства и энергетики. Мимо него не могли пройти и проблемы отечественной металлургии.

Д. И. Менделеев во время пребывания на Гороблагодатском руднике (Урал, 1899). На фото - в центре Д. И. Менделеев, справа от него профессор минералогии П. А. Замятченский, слева - инженер А. Н. Кузнецов

Весной 1899 г. по поручению Министерства финансов 65-летний Менделеев во главе небольшой группы специалистов направляется на Урал для обследования горнометаллургической промышленности этого старейшего промышленного центра России. Отчет о результатах обследования помещен в двенадцатом томе сочинений Менделеева и содержит более тысячи страниц печатного текста. Этот труд, писал акад. И. П. Бардин, "до сих пор, пожалуй, остается лучшей работой по металлургии дореволюционного Урала, сохраняющей большое значение и интерес даже для будущих его исследователей"⁸.

⁸ (Бардин И. П. Предисловие.- В кн.: Менделеев Д. И. Сочинения, т. XII, с. 8)

За три летних месяца Д. И. Менделеев и его группа вдоль и поперек исколесили Урал, изучая запасы железных руд и топлива, технологический процесс добычи сырья и выплавки металла, принципы размещения металлургических заводов и многие другие вопросы. На рубеже XIX и XX столетий центр русской металлургии уже переместился в южные районы страны. Однако Менделеев на основании строгих экономических расчетов показывает, что Урал и восточные районы займут подобающее им место в народном хозяйстве страны, что уральский металл будет дешевле, чем в остальной Европе.

Заканчивая свое капитальное исследование уральской железной промышленности, Д. И. Менделеев пророчески писал: "Отправляясь на Урал, я знал, конечно, что еду в край, богатый железом и могущий снабдить им Россию. Поездивши же по Уралу и увидевши его железные, древесно- и каменноугольные богатства глазами не только своими, но и трех моих деятельных спутников, я выношу убеждение, неожиданное для меня: Урал после выполнения немногих, не особо дорогостоящих и во всяком случае казне выгодных мер - будет снабжать Европу и Азию большими количествами своего железа и стали и может спустить на них цены так, как в Западной Европе это просто немыслимо... Вера в будущее России, всегда жившая во мне, прибыла и окрепла от близкого знакомства с Уралом, так как будущее определится экономическими условиями, а они - энергиею, знаниями, землею, хлебом, топливом и железом более, чем какими бы ни было средствами классического свойства"⁹.

Последующее развитие отечественной промышленности показало, как глубоко прав был великий русский ученый. После Октябрьской революции на Урале и в восточных районах страны была создана могучая угольно-металлургическая база, обеспечившая советскому народу материальные условия для исторической победы над фашизмом в Великой Отечественной войне.

Вернемся к последним десятилетиям минувшего века. Труды великих русских ученых Д. И. Менделеева и Д. К. Чернова в области науки о металле успешно развивались их учениками и последователями. Наиболее значительными центрами металлургической науки и практики оставались Обуховский завод и Петербургский горный институт.

Продолжателем черновских традиций на Обуховском заводе явился Альфонс Александрович Ржешотарский. Он был высокообразованным металлургом, очень любил свою профессию и внес значительный вклад в теорию в практику металлургического производства, особенно в металловедение, металлографию и сталелитейное дело.

А. А. Ржешотарский родился в небольшом польском городе Радоме 22 октября 1847 г. По окончании местной гимназии он три года обучался на физико-математическом факультете Варшавского университета, а затем перевелся в Петербург на механическое отделение Технологического института. Еще будучи студентом, Ржешотарский твердо решил стать металлургом. Осуществляя свою мечту, по окончании института в 1875 г. молодой инженер направляется в сталелитейный цех Путиловского завода. С первых же шагов своей деятельности он столкнулся с недостатком практических знаний и навыков. Поэтому он отказался от технических должностей и начал с простого чернорабочего при мартеновской печи, получая за свой тяжелый труд всего 75 коп. в день.

Через полгода А. А. Ржешотарский в совершенстве освоил сталеплавильное дело и был назначен заведующим мартеновской печью. Он .не только продолжал исследовать сталеплавильный процесс, но внимательно следил за сооружением нового мартеновского цеха, проводил опыты по изучению технологических свойств мартеновской стали с целью ее наиболее рационального использования. Уже в 1876 г. Ржешотарский опубликовал свою первую научную статью, посвященную мартеновскому способу выплавки стали.

Молодой металлург недолго оставался на Путиловском заводе. В сентябре 1876 г. он получает приглашение перейти на крупнейший в то время Обуховский сталелитейный завод, где производились стальные пушки и ответственные поковки для железнодорожного транспорта - оси, колесные бандажи и т. п. Но больше всего его, конечно, привлекала перспектива работы под руководством Д. К. Чернова, который уже тогда был признан одним из самых выдающихся русских металлургов.

Производственная, а затем и научная деятельность А. А. Ржешотарского началась в те знаменательные годы, когда металлургия стали переживала подлинную техническую революцию, когда взамен старых, малопроизводительных способов производства сварочного металла получали широкое распространение новые процессы - мартеновский и бессемеровский, позволявшие выплавлять более дешевую литую сталь. Но и в этом случае, как всегда, новые процессы завоевывали себе признание в Упорной борьбе со старыми. "Как ни очевидны все выгоды и преимущества литого металла перед сварочным,- писал акад. А. А. Байков,- однако замена эта произошла не сразу, и потребовался значительный промежуток времени, прежде чем литой металл вытеснил из употребления сварочный. Причинами этого являлось, с одной стороны, то, что практические деятели всегда неохотно и с трудом отказываются от употребления того, с чем долголетний опыт хорошо их ознакомил, и потому инженеры и строители с большой нерешительностью соглашались заменить хорошо знакомый и испытанный материал, каким являлся для них сварочный металл, новым и не испытанным еще литым металлом; а с другой стороны, самое производство литого металла вследствие новизны дела в некоторых случаях представляло большие затруднения; в особенности это имело место по отношению к получению наиболее ходких сортов металла (малоуглеродистого железа)"¹⁰.

¹⁰ (Байков А. А. Альфонс Александрович Ржешотарский.- Собр. тр. М.; Л., 1952, т. 1, с. 177-178)

На Обуховском заводе Ржешотарский назначается на должность помощника начальника бессемеровского цеха, которым руководил Д. К. Чернов. В лице молодого инженера знаменитый металлург получил не только деятельного помощника, но и большого энтузиаста всех выдвигаемых им научных идей. Четыре года спустя, когда Д. К. Чернов вынужден был покинуть Обуховский завод, его место на посту начальника бессемеровского цеха, а затем и главного металлурга завода занимает Ржешотарский, неустанно продолжавший и развивавший научные идеи своего учителя.

А. А. Ржешотарский ведет широкий круг исследований по разным проблемам получения и обработки стали. Однако "две темы являются для него особенно излюбленными, ими он занимается всю свою жизнь, и в развитии каждой из них он достигает крупных результатов; темы эти - микроструктура стали и закалка ее. В настоящее время связь этих двух вопросов всем понятна, но в то время о ней еще только смутно догадывались"¹¹.

В 1878 г. выходит в свет второе научное исследование Ржешотарского, посвященное технологии бессемеровского процесса. Затем следует целая серия работ, относящихся к закалке стали и другим процессам ее термической обработки. Их результаты публиковались в научных журналах 80-90-х годов, а также в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона (изд. 1892-1898 гг.).

В начале 90-х годов А. А. Ржешотарский приступает к глубокому изучению микроструктуры стали. Для металлургов этого времени было уже совершенно ясно, что строение стали в значительной степени определяет ее механические качества, а значит, и добротность изготовленных из нее изделий. Развивая новую отрасль науки о металлах - металлографию, основы которой были заложены Д. К. Черновым, Ржешотарский создает в 1895 г. на Обуховском заводе первую в России металлографическую лабораторию. Наряду с постановкой текущих производственных экспериментов (контрольные испытания образцов стали и т. п.) он осуществляет здесь широко задуманную программу научных исследований, результаты которых были в 1896 г. освещены в статье "Микроструктура стали", а спустя два года - в капитальном труде "Микроскопические исследования железа, стали и чугуна", изданном отдельной книгой. "Это сочинение,- пишет акад. А. А. Байков,- к которому приложен атлас микроскопических снимков, является первым систематическим исследованием микроструктуры стали, железа и чугуна и тех изменений в их строении, которые вызываются термической и механической обработкой. Можно смело сказать, что ни в нашей, ни в европейской литературе нет другого столь полного исследования этого вопроса, и притом непосредственно примененного к чисто практическим целям; в этом отношении исследование это навсегда останется классическим"¹². Работа А. А. Ржешотарского была отмечена золотой медалью Русского технического общества.

Нельзя не отметить, что Ржешотарский, подобно своему учителю Д. К. Чернову, прежде чем опубликовать результаты своих даже самых капитальных научных работ, считал нужным ознакомить с ними широкую инженерно- техническую общественность. Всестороннее обсуждение приковывало к ним внимание специалистов и самое главное - позволяло авторам своевременно вносить необходимые дополнения и уточнения. Как жаль, что этой замечательной традиции не всегда следуют ученые в наши дни. "Микроскопические исследования железа, стали и чугуна" были доложены Ржешотарским на собрании инженерно-технических работников Обуховского завода 22 февраля 1898 г. и лишь после этого направлены в печать. Подсчитано, что только за полтора года Ржешотарский сделал па своем заводе 11 научных сообщений по разным вопросам металлургии и металлографии. Благодаря деятельности Чернова и Ржешотарского Обуховский завод, по образному выражению акад. А. А. Байкова, стал подлинной "академией металлургических знаний". Сюда неизменно обращались за консультацией и технической помощью многие другие заводы и лаборатории.

Значение классического труда А. А. Ржешотарского "Микроскопические исследования железа, стали и чугуна" для теории и практики металлургии трудно переоценить. В первой части подробно описывается техника приготовления микрошлифов, не потерявшая своего значения и в наше время, спустя 80 лет после выхода книги в свет. Не меньший интерес представляет и вторая часть, в которой ученый обстоятельно характеризует структурные элементы железоуглеродистых сплавов, применяя оригинальную техническую терминологию - железит, сталит, закалит и т. д.

Подводя итоги, Ржешотарский справедливо указывает, что "изучение перемены микроструктуры стали имеет для нас двойное значение:

1) научное, потому что оно поможет нам выяснить много темных фактов и явлений, как, например, причины перемен свойств металла, происходящих при критических температурах или в промежутках между ними во время нагрева и охлаждения стали, а также дать более ясное представление о тех молекулярных и химических превращениях, которые претерпевает металл в критических моментах;

2) практическое, потому что благодаря применению к микроскопу фотографии, воспроизводящей микроскопические изображения при любом увеличении, можно составить из целого ряда наблюдений нормальную шкалу и, сравнивая с ней исследуемый образец стали, определить: а) какого приблизительно состава сталь; б) в каком состоянии находится металл, т. е. в закаленном, отпущенном или отожженном; в) какая степень закалки, отпуска или отжига, т. е. при какой температуре металл был закален, отпущен или отожжен; г) с пороками ли металл или нет; д) каких можно приблизительно ожидать от этой стали механических результатов; е) при совместном сравнении микроскопических исследований с химическими и механическими - насколько примененная обработка соответствовала данному сорту стали.

Таким образом, микроскопический анализ может быть отличным контролем при производстве стали, а для приемщиков послужит указанием настоящих качеств металла - качеств, которые не всегда в состоянии определить один химический анализ и механические испытания"¹³.

¹³ (Ржешотарский А. А. Микроскопические исследования железа, стали и чугуна.- В кн.: Русские ученые-металловеды. М., 1951, с. 273- 274)

Исследования А. А. Ржешотарского, углубившие и систематизировавшие все то, что было известно о микроструктуре металла начиная с работ П. П. Аносова, впервые применившего микроскоп для изучения структуры стали, и кончая классическими работами Д. К. Чернова, явились новой важной главой в науке о металлах. Труды Ржешотарского дали в руки практиков металлургического производства средство не только определять структуру и свойства металлов, но и активно воздействовать на качество стальных изделий.

Большое значение имели работы Ржешотарского в области производства литой стали. В последние десятилетия прошлого века Обуховский сталелитейный завод являлся основным центром производства артиллерийских орудий и брони. Благодаря Д. К. Чернову завод добился в этом деле больших успехов. Однако жизнь шла вперед, и перед заводом ставились все новые задачи.

В 1884 г. для русской морской артиллерии потребовались более совершенные пушки. А. А. Ржешотарский с большим увлечением занялся подготовкой их производства. Под его руководством на заводе строились новые мартеновские печи, позволившие отливать болванки весом в 3500 пудов, на основании многочисленных опытов подбирались новые марки стали, устанавливался режим термической обработки артиллерийских стволов. Все это дало большие практические результаты.

Не менее важным делом была организация на Обуховском заводе производства стальной брони. От начала и до конца ею руководил Ржешотарский. В 80-х годах на отечественных заводах изготовлялись только двухслойные стале-железные броневые плиты. К вязкой железной пластине приваривался (в жидком состоянии) слой твердой высокоуглеродистой стали. Такая броня уже не отвечала предъявляемым к ней требованиям. Очень возросла мощь артиллерийского огня, повысилась бронебойность снарядов.

От новой брони требовалось сочетание двух, казалось бы, противоположных свойств - большой прочности и высокой вязкости. А. А. Ржешотарский при разработке структуры и условий производства броневой стали воспользовался всеми достижениями науки о металле, всеми средствами исследования структуры, химического состава и механических свойств металлов. Ученый не ограничился созданием новых типов брони из углеродистой стали. Он изучил влияние на качество металла различных легирующих добавок, особенно никеля, марганца, хрома и вольфрама. В результате была получена отличная легированная сталь, содержащая от 2 до 4% никеля. 10-дюймовая броня из этой стали, созданная в 1893 г. для военно-морских судов, прекрасно выдержала все испытания, не уступая по качеству лучшим зарубежным образцам. Морское министерство присудило А. А. Ржешотарскому золотую медаль.

В 1902 г. Ржешотарский возглавил кафедру металлургии в Петербургском политехническом институте. Не прекращая работы на заводе, он написал курс лекций, составил учебные планы и программы, занялся созданием лаборатории. Он был полон интересных идей, смелых начинаний. Преждевременная смерть 16 января 1904 г. оборвала кипучую научную и производственную деятельность этого замечательного ученого-металлурга.

Ржешотарский многое сделал для развития науки о металле. Он укрепил славные традиции русской школы металлургов, воспитал немало талантливых учеников, ставших впоследствии видными учеными (среди них нужно назвать прежде всего А. А. Байкова). "Создание русских орудийных и броневых сталей, превосходящих заграничные стали, введение в производство научных методов контроля с помощью микроскопа и пирометра, разработка практических и научных основ металлографии, приведшие к широкому развитию этой науки на заводах, большая роль в создании школы русских металлургов - все это связано с деятельностью выдающегося русского ученого-инженера А. А. Ржешотарского. Его работы явились значительным вкладом в развитие отечественной науки и техники"¹⁴.

¹⁴ (Рахштадт А. Г. Ржешотарский А. А.- В кн.: Русские ученые-металловеды, с. 238)

Среди учеников и последователей Д. К. Чернова почетное место принадлежит Николаю Ивановичу Беляеву, научные труды которого в области металловедения и термической обработки стали и теперь не потеряли своей актуальности для науки и производства.

Н. И. Беляев родился 15 (27) мая 1877 г. в г. Поневеже бывш. Ковенской губ¹⁵. Его отец - учитель, а затем директор народных училищ - был человеком культурным и образованным. Учитывая стремление сына к точным наукам, он сделал все возможное, чтобы дать ему полноценное образование. Окончив в 1896 г. Рижское реальное училище, Н. И. Беляев поступил на механическое отделение Петербургского технологического института, где ранее обучался и А. А. Ржешотарский.

Николай Иванович Беляев (1877-1920)

Во время производственной практики студент Беляев попадает на Путиловский завод. Его увлекает жизнь крупного промышленного предприятия. Особый интерес вызывает у него производство металла. Беляев решает совершенствоваться в области металлургии. Свою дипломную работу он посвящает проблеме проектирования мартеновского цеха.

Летом 1902 г., окончив институт и получив звание инженера-технолога, Н. И. Беляев зачисляется на Путиловский завод в отдел главного механика. Здесь он участвует в механических испытаниях многочисленных деталей паровозов, станков и других машин, выпускаемых заводом. Однако его по-прежнему влечет производство металла. Менее чем через год молодой инженер добивается перевода в отдел главного металлурга, где и протекает вся его дальнейшая научно-производственная деятельность¹⁶.

¹⁶ (Сведения о жизни и деятельности Н. И. Беляева приводятся по статье А. Г. Рахштадта, опубликованной в сборнике "Русские ученые-металловеды" (с. 279- 302))

Беляев внимательно изучает труды замечательных русских металлургов Аносова, Обухова и других, а также своих современников - Чернова и Ржешотарского. Он безоговорочно становится на их научные позиции. Да, для того чтобы получить изделие максимально высокого качества, нужно тщательно исследовать металл, его структуру и свойства, используя для этого все известные методы и создавая новые. Опыт Обуховского завода, где усилиями А. А. Ржешотарского была создана первая в России металлографическая лаборатория, убедительно доказал жизненную необходимость постановки таких исследований. Поэтому свою первую задачу молодой инженер Беляев видит в создании при Путиловском заводе современной лаборатории по исследованию металлов и сплавов. Он составляет проект лаборатории, добивается его утверждения и осуществления.

В 1904 г. металлографическая лаборатория Путиловского завода вступила в строй. Она имела большое значение как для решения практических задач производства, так и для развития науки о металлах. Многие из научных сотрудников этой лаборатории (среди них Н. Т. Гудцов, Б. В. Старк, Г. 3. Нессельштраус и др.) стали впоследствии видными учеными-металлургами. "Лаборатория Путиловского завода,- пишет А. Г. Рахштадт,- и организованный при ней музей стали одним из крупнейших, если не самым крупным, научно-исследовательским и научно-производственным центром в области металловедения, термической обработки и металлургии дореволюционной России, значительно превосходившим соответствующие учреждения Англии, Франции и Америки"¹⁷.

Н. И. Беляев сумел самым тесным образом связать деятельность лаборатории и завода. Вскоре ни одно из заводских мероприятий по совершенствованию технологических процессов выплавки и обработки стали и повышению качества изделий не обходилось без активного участия металлографической лаборатории. К ее работникам обращались за помощью и консультацией не только цеха и отделы Путиловского завода, но и многие специалисты других предприятий.

Уже в первые годы инженерной деятельности Беляев успешно разработал рациональную технологию изготовления стальных осей для паровозов и вагонов, пружин для накатников новых артиллерийских орудий, броневой стали, фугасных снарядов и т. д. Эти важные производственные задачи были им быстро и успешно разрешены благодаря строго научному подходу, умелому использованию всех средств исследования металлов.

Особенно большое внимание Н. И. Беляев уделял изучению макроструктуры металла, т. е. его кристаллического строения, справедливо полагая, что механические качества стального изделия зависят не только от микроструктуры металла, но и от более "грубых" частиц - кристаллов, его составляющих. Этой теме был посвящен его доклад "Практическое значение металлографии в производстве стали", прочитанный в Русском техническом обществе 10 декабря 1908 г., а также целый ряд последующих статей в отечественных и зарубежных научно- технических журналах.

Значительным вкладом в науку о металле явилась работа Беляева "Макроструктура стали в связи с кристаллизацией", опубликованная в 1910 г. в первом номере только что созданного тогда "Журнала Русского металлургического общества" (ЖРМО). Этот труд принес автору широкую известность. Он и сейчас с интересом изучается специалистами.

Н. И. Беляев подробно анализирует процесс кристаллизации стали при ее затвердевании в зависимости от различных условий разливки, химического состава металла, формы изложницы и других факторов. Он приходит к выводу, что "макроструктура кристаллов и, следовательно, стали есть следствие неоднородности твердого раствора и потому есть общее типичное явление для всех сортов стали"¹⁸. Далее ученый подчеркивает, что "макроструктура есть устойчивая форма строения стали", что кристаллы существуют в любом металле - литом, кованом, обработанном закалкой, отжигом и т. д. Однако различные способы обработки металла вносят некоторые изменения в макроструктуру. При ковке и прокатке, например, кристаллы деформируются, их частицы механически перемещаются, а это влечет за собой соответствующие изменения макроструктуры. Термическая обработка вызывает местные изменения в строении соседних частиц и объемов, образующих макроструктуру кристаллов стали.

¹⁸ (Беляев Н. И. Макроструктура стали в связи с кристаллизацией.- В кн.: Русские ученые-металловеды, с. 323)

О значении этой работы Н. И. Беляева для развития науки о металле хорошо сказал его преемник, впоследствии видный советский металлург член-корр. АН СССР Б. В. Старк. "Молодая наука,- говорил он в докладе на Всероссийском съезде научных деятелей по металлургии в 1920 г.,- увлеченная методами микроскопическим, термическим и другими, не учитывала и не могла учесть того огромного значения, которое имеет макроскопическое строение стали. Понадобился светлый ум Николая Ивановича, чтобы оттенить всю важность макроструктуры и показать, из каких именно крупных неделимых состоит сталь; Николай Иванович объяснил и причины появления тех крупных неделимых, которые мы видим теперь после соответствующей обработки во всяком образце литой стали и которые мы привыкли называть дендритами. Его работа о макроструктуре положила конец всякой неясности в этом вопросе, и теперь общепризнан взгляд, что литая сталь состоит из дендритовидных кристаллов, образующихся в процессе отвердевания, причем самые дендриты состоят из тех микроскопических кристаллических индивидов, которым мы приписываем название аустенита, феррита и цементита"¹⁹.

Н. И. Беляев продолжил и развил классические работы П. П. Аносова и Д. К. Чернова по изучению свойств и технологии производства булатной стали. В статье "О булате", опубликованной в "Журнале Русского металлургического общества" в 1911 г., он приходит к выводу, что причудливые узоры, свойственные булатной стали, являются прямым результатом процесса ее кристаллизации. Чем медленнее шел этот процесс и чем больше углерода содержалось в стали, тем более крупными получались узоры.

27 марта 1914 г. Н. И. Беляев докладывает на заседании Русского металлургического общества о результатах исследований механических свойств стали, проведенных им совместно с его учеником, впоследствии академиком Н. Т. Гудцовым²⁰. В этой работе Беляев и Гудцов анализировали влияние ликвации, усадки, газовых пузырей и других металлургических особенностей стального слитка на механические свойства, влияние деформации, а также различных видов термической обработки на качество литой и кованой стали. Классический труд Беляева и Гудцова не потерял своего значения и в наше время. Выводы, сделанные ими более 50 лет назад, послужили отправной точкой для многих советских и зарубежных ученых, создавших современную теорию прочности.

²⁰ (Эта работа была опубликована в "Журнале Русского металлургического общества" (1914, № 3, с. 332-414) под заголовком "О пределе упругости стали")

В годы первой мировой войны на Путиловском заводе под руководством Н. И. Беляева были осуществлены весьма важные исследования по созданию новых марок малолегированных сталей, прежде всего быстрорежущей, в которой значительно уменьшено содержание дефицитного и дорогого вольфрама, частично замененного хромом. В результате была получена новая марка маловольфрамовой стали (содержащей всего 3-3,5% вольфрама и 12-14% хрома), не уступающей по своим качествам дорогой быстрорежущей, с 18% вольфрама. Эта работа Н. И. Беляева, Н. Т. Гудцова, Б. В. Старка и других имела исключительное значение для развития отечественной промышленности специальных сталей. Беляева увлекла идея постройки в России крупного завода качественных сталей, в которых очень нуждались все отрасли промышленности, особенно военная.

Совместно с В. Е. Грум-Гржимайло²¹ Беляев разрабатывает подробный проект будущего завода. Потратив много сил на преодоление косности и прямого сопротивления ряда государственных учреждений, ученые добиваются его одобрения.

²¹ (О деятельности выдающегося металлурга В. Е. Грум-Гржимайло см. в следующей главе этой книги)

Первый в России крупный завод специальных сталей решено было строить под Москвой на базе широкого использования электроэнергии в металлургических агрегатах, позволяющих выпускать металл самого высокого качества. На полустанке Затишье близ г. Богородска (ныне Ногинск) существовал в это время небольшой литейный завод. Полвека назад, в 1916 г., здесь была выдана первая сталь. Одновременно начались реконструкция и расширение предприятия. Руководителем строительства нового крупного металлургического завода назначается Н. И. Беляев. Скрепя сердце покидал ученый Путиловский завод, которому отдал 14 лет жизни. Однако он отлично понимал, какое огромное значение имеет для страны освобождение от иностранной зависимости в области производства специальных сталей. И он с радостью принял новое поручение. Вместе с Беляевым в Москву переехали многие его сотрудники по Путиловскому заводу.

Наступил октябрь 1917 г. Н. И. Беляев и его соратники, подобно многим другим специалистам, сразу и безоговорочно встали на сторону Советской власти. Ведь они были путиловцами, представителями славного заводского коллектива, вписавшего немало ярких страниц в историю революционного движения в России.

Реконструкция "Электростали" не прерывалась ни на один день. Советское правительство всемерно поддержало строителей и металлургов, обеспечило всем необходимым, и в декабре 1917 г. первая очередь реконструированного завода вошла в строй. Таким образом, "Электросталь" явилась первым крупным предприятием, пущенным при Советской власти.

Николай Иванович Беляев назначается техническим руководителем "Электростали". Он разрабатывает технологию выплавки, ковки и термической обработки новых сортов стали, тщательно изучает потребности промышленности в специальных сталях и устанавливает марки металла, наиболее необходимые народному хозяйству. Вместе с тем ученый понимает, что применение специальных сталей дело новое, что с ним нужно широко ознакомить работников промышленности. И он находит время, чтобы подготовить и быстро издать несколько брошюр под общим названием "Электросталь - первый завод специальной стали в России". В этих брошюрах описываются основные марки специальных сталей, рассказывается об условиях их обработки и областях применения.

В наши дни завод "Электросталь" является одним из крупнейших предприятий по выпуску высококачественной стали. Академией металлургии назвала его газета "Правда". В цехах "Электростали" воспитывались талантливые инженеры, умелые мастера-сталевары. Многие из них впоследствии стали видными организаторами и строителями советской металлургии. Славные беляевские традиции - тесная связь производства и науки - продолжают жить на этом заводе, так же как и некоторые марки специальных сталей, разработанные еще Беляевым.

Недавно ордена Ленина металлургический завод "Электросталь" отметил свое 60-летие. Сейчас - это передовое, хорошо механизированное предприятие, выпускающее высококачественную сталь. Опа идет в десятки стран мира. Весьма широк сортамент металла, выплавляемого в цехах "Электростали". Он насчитывает около 1500 марок сталей и сплавов²².

²² (Кожухов Ф. Академия металлургии.- Правда, 1966, 30 сент)

Однако вернемся к творческой деятельности Н. И. Беляева. Ученый неустанно боролся за органическую тесную связь теории и практики, науки и производства. В нем блестяще сочетались качества ученого-исследователя и инженера-производственника. И он воспитывал эти качества у своих помощников и учеников. Существовавший в то время разрыв между обучением в технических вузах и заводской практикой Беляев считал делом недопустимым. В самом начале курса по термической обработке стали, прочитанного студентам Петербургского политехнического института, останавливаясь на необходимости теснейшей связи высших учебных заведений и заводов, он говорил: "... обособленность в творческой работе этих учреждений, выражающаяся отсутствием достаточной технической связи и общения, есть одна из крупных ошибок нашего времени и главный тормоз нашего технического прогресса. Многие представители чистой науки далеки от практических технических вопросов, а многие представители чистой практики столь же далеки от теории. И те и другие, сознательно или бессознательно лишая себя необходимой пищи, лишают себя особенно необходимой взаимной поддержки. На почве такого ненормального положения рождается рутина в науке, рутина в практике, а в результате - застой в технике вообще"²³.

²³ (Беляев Н. И. Введение в изучение термической обработки стали.- В кн.: Русские ученые-металловеды, с. 355)

Большую производственную и научную работу в лабораториях и цехах Путиловского завода, а потом и "Электростали" Н. И. Беляев сочетал с педагогической деятельностью в вузах. Он считал своим важнейшим долгом передавать знания и опыт будущим инженерам и техникам. Еще в 1909 г. он начал чтение курса лекций по термической обработке стали для студентов Петербургского политехнического института. Там же он руководил и дипломным проектированием. По инициативе Беляева впервые в отечественных вузах было введено реальное проектирование. Студенты выполняли дипломные проекты непосредственно в заводских цехах, и эти проекты тут же внедрялись в производство.

Переехав в Подмосковье для строительства нового завода, Беляев не порывал связей с Политехническим институтом. Систематически он выезжал в Петроград для чтения лекций и руководства дипломным проектированием. В 1919 г. постановлением Совнаркома, подписанным В. И. Лениным, в Москве создается Горная академия, в задачи которой входит подготовка инженеров для металлургической и топливной (уголь, нефть, торф) промышленности и геологоразведочного дела. Н. И. Беляев привлекается к работе нового втуза. Ему поручается руководство кафедрой специальных сталей. С присущим ему энтузиазмом ученый организует новую кафедру, читает лекции, создает лаборатории. Он не мыслит себе учебный процесс без практики, без систематической работы студентов в заводских цехах, в учебных лабораториях. Эта замечательная традиция и сейчас успешно развивается в Московском институте стали и сплавов, созданном в 1930 г. на базе металлургического факультета Горной академии. Здесь и поныне работает кафедра термической обработки стали, организованная Н. И. Беляевым.

В 1917-1919 гг. Беляев трудится над капитальной монографией "Сталь", которая по его замыслу должна была состоять из четырех частей: 1. Структура литой стали и условия отливки; 2. Структура механически обработанной стали и условия механической обработки; 3. Термическая обработка стали; 4. Специальные сорта стали. Таким образом, написанная книга представляла собою целую энциклопедию производства и обработки стали. Однако ей не суждено было увидеть свет. Уже подготовленная к печати рукопись была в своей большей части утеряна после смерти автора. Лишь отдельные сохранившиеся главы, опубликованные в специальном сборнике²⁴, позволяют сделать вывод о значительности этого научного труда.

²⁴ (См.: Беляев Н. И. Сталь: Кристаллизация, термическая обработка и механические свойства. Л., 1925)

Николай Иванович Беляев был настоящим патриотом. Он не жалел сил для развития науки, для строительства металлургической промышленности. Его знания и опыт широко использовались для руководства народным хозяйством. Он был председателем Комиссии по обеспечению страны высокосортной сталью, членом Металлургического совета BCHX и ряда других советов и комитетов по металлургии и строительству. Он был избран заместителем председателя Русского металлургического общества, в создании которого вместе с Д. К. Черновым, Н. С. Курнаковым, А. А. Байковым и M. А. Павловым принимал непосредственное участие. Беляев исключительно плодотворно работал па посту председателя Московского отделения РМО.

В апреле 1920 г. BCHX командировал Н. И. Беляева на южные металлургические заводы, поручив ему ответственные задания, связанные с производством высококачественных сталей. На обратном пути в Москву ученый тяжело заболел и 26 мая скончался. Смерть выдающегося металлурга была большой потерей для советской науки и промышленности.

"Педагогическая и производственная работа Н. И. Беляева,- пишет А. Г. Рахштадт,- как и других наших выдающихся ученых, способствовала созданию школы русских металлургов и металловедов, формированию взглядов многих научных работников... Научные и производственные работы Н. И. Беляева до сих пор не утратили своего значения и явились основанием для многих работ советских ученых, использующих славные традиции русской школы, создавшей металловедение как науку и давшей миру крупнейших ученых"²⁵.

На рубеже XIX-XX столетий русская металлургическая школа выдвинула немало талантливых ученых, внесших большой вклад в науку о металле. Мы остановились на деятельности только некоторых из них. Нельзя не упомянуть также Александра Андреевича Иоссу (1810- 1894), который осуществил теоретическое исследование процесса пудлингования, одним из первых провел опыты по бессемерованию на отечественных заводах, внес много технических усовершенствований в металлургическое производство.

Его сын - Николай Александрович Иосса (1845- 1916), так же как и отец окончивший Институт корпуса горных инженеров в Петербурге, плодотворно работал на уральских металлургических заводах. Здесь он провел всесторонние исследования передела чугуна в бессемеровском конверторе, способствуя своими работами более широкому внедрению этого процесса. В течение четырех десятилетий он являлся профессором горнозаводского дела и металлургии Петербургского горного института, был директором Горного департамента и председателем Горного совета. В 1910 г. он избирается первым председателем Русского металлургического общества.

Видным ученым-металлургом и борцом за создание отечественной металлургии качественных сталей был Вячеслав Николаевич Липин (1858-1930). Он прошел школу Петербургского горного института, а с 1896 г. был профессором этого института. Липин известен крупными исследованиями в области производства высококачественных сталей. Ему принадлежит капитальный трехтомный труд "Металлургия чугуна, железа и стали", который на протяжении многих, лет был важнейшим учебным пособием студентов металлургических факультетов и настольной книгой инженеров-металлургов.

На рубеже прошлого и нынешнего столетий окончательно сложилась и окрепла отечественная школа ученых-металлургов.