Адольф Мартенс

Адольф Мартенс (нем. Adolf Martens; 6 марта 1850, Бакендорф, Мекленбург-Шверин — 24 июля 1914, Гросс-Лихтерфельде, Германская империя) — немецкий инженер-металлург, материаловед и изобретатель, один из основоположников современного металловедения и металлографии. Наиболее известен как создатель первого в мире металлографического микроскопа и разработчик методик исследования микроструктуры металлов, а также как автор фундаментальных трудов по механическим свойствам и деформации стали. Его имя носит одна из важнейших структурных составляющих стали — мартенсит.

Биография

Ранние годы и образование

Адольф Мартенс родился 6 марта 1850 года в небольшом городке Бакендорф (ныне часть Людвигслюста, земля Мекленбург-Передняя Померания) в семье строительного подрядчика. С юных лет проявлял интерес к технике и механике. После окончания реальной школы в Людвигслюсте в 1868 году поступил в Политехническую школу в Карлсруэ (ныне Технологический институт Карлсруэ), где изучал машиностроение и инженерное дело. В 1870 году, в связи с началом франко-прусской войны, прервал обучение и добровольцем вступил в прусскую армию, но в боевых действиях участия не принимал. После войны вернулся к учёбе и в 1873 году окончил Политехническую школу в Ганновере, получив диплом инженера-механика.

Карьера и научная деятельность

В 1874 году Мартенс начал работать ассистентом в Королевской академии ремёсел в Берлине (Königliche Gewerbeakademie). В 1875 году он перешёл в Королевское механико-техническое испытательное учреждение (Königliche Mechanisch-Technische Versuchsanstalt, MTA), созданное при Министерстве торговли Пруссии. Это учреждение занималось испытаниями материалов и машин для нужд промышленности и железных дорог. В 1879 году Мартенс стал начальником отдела механических испытаний, а в 1884 году — директором всего MTA. Под его руководством учреждение превратилось в ведущий европейский центр по исследованию материалов.

В 1880-х годах Мартенс сосредоточился на изучении микроструктуры металлов. До него металлы рассматривались как однородные аморфные тела. Мартенс, используя методы полировки и травления образцов, впервые смог наблюдать под микроскопом кристаллическое строение стали. В 1885 году он сконструировал первый в мире специализированный металлографический микроскоп, оснащённый вертикальным осветителем, что позволяло исследовать непрозрачные образцы в отражённом свете. Этот прибор стал прототипом всех последующих металлографических микроскопов.

В 1890-х годах Мартенс разработал методики количественного определения твёрдости и прочности материалов, а также ввёл понятие «предела текучести». Он активно занимался проблемами усталости металлов, коррозии и деформации. В 1895 году он опубликовал фундаментальный труд «Руководство по механико-техническим испытаниям материалов» (Handbuch der mechanisch-technischen Materialprüfung), который стал настольной книгой для инженеров-металлургов по всему миру.

В 1900 году Мартенс был избран членом Прусской академии наук. В 1903 году он стал почётным доктором Ганноверской высшей технической школы. В 1910 году, в связи с реорганизацией, MTA было преобразовано в Королевский институт испытаний материалов (Königliches Materialprüfungsamt), директором которого Мартенс оставался до своей смерти.

Смерть

Адольф Мартенс скончался 24 июля 1914 года в Гросс-Лихтерфельде (ныне район Берлина) от сердечного приступа. Похоронен на кладбище в Лихтерфельде.

Научные достижения

Металлография и микроскопия

Главным вкладом Мартенса в науку стало создание основ металлографии. Он доказал, что металлы имеют кристаллическое строение, и разработал методы выявления этого строения: шлифование, полировку и химическое травление. Его микроскоп с вертикальным осветителем (так называемый «микроскоп Мартенса») позволял получать чёткие изображения микроструктуры при увеличении до 500 раз. Мартенс впервые описал такие структуры, как феррит, перлит и цементит, хотя систематическая классификация этих фаз была завершена позже другими учёными.

Мартенсит

В 1890-х годах, изучая закалённую сталь, Мартенс обнаружил в ней игольчатую микроструктуру, отличающуюся от структур медленно охлаждённой стали. Он описал её как «твёрдый раствор углерода в железе с высокой степенью внутреннего напряжения». В 1900 году французский металлург Флорис Осмонд предложил назвать эту структуру мартенситом в честь Адольфа Мартенса. Мартенсит образуется при быстром охлаждении (закалке) аустенита и является основной причиной высокой твёрдости и хрупкости закалённой стали. Открытие Мартенса заложило основы теории термической обработки стали.

Механические испытания

Мартенс разработал ряд стандартных методов испытаний материалов на растяжение, сжатие, изгиб и твёрдость. Он ввёл понятие «предела текучести» как напряжения, при котором материал начинает пластически деформироваться без увеличения нагрузки. Его работы по усталости металлов (циклическому нагружению) предвосхитили исследования начала XX века. Мартенс также создал несколько типов испытательных машин, в том числе универсальный пресс для статических испытаний.

Память и наследие

Названия в честь учёного

• Мартенсит — структурная составляющая стали, один из основных продуктов закалки.
• Микроскоп Мартенса — первый металлографический микроскоп.
• Премия имени Адольфа Мартенса — присуждается Немецким обществом материаловедения (DGM) за выдающиеся достижения в области материаловедения.
• Улица Мартенса (Martensstraße) — существует в нескольких городах Германии, в том числе в Берлине и Ганновере.

Влияние на науку и промышленность

Работы Мартенса стали основой для развития металловедения как самостоятельной дисциплины. Его методики микроскопического анализа и механических испытаний используются до сих пор. В России и СССР его идеи активно развивали Д. К. Чернов, П. П. Аносов, А. А. Бочвар и другие. Мартенс считается одним из отцов-основателей современного материаловедения, наряду с Генри Сорби, Флорисом Осмондом и Уильямом Робертсом-Аустеном.

Интересные факты

• Адольф Мартенс никогда не был профессором университета, но его лекции в Берлинском техническом университете посещали студенты со всей Европы.
• В 1904 году Мартенс был награждён орденом Красного орла III степени за заслуги в развитии промышленности Германии.
• Мартенс лично участвовал в разработке первого в Германии стандарта на стальные рельсы (1895).
• Несмотря на то, что термин «мартенсит» используется во всём мире, сам Мартенс предпочитал называть обнаруженную им структуру «закалочной структурой» и не настаивал на авторстве.

Источники

• Adolf Martens: Handbuch der mechanisch-technischen Materialprüfung, 1895.
• Otto H. von zur Mühlen: Adolf Martens — Leben und Werk, 1960.
• Deutsche Gesellschaft für Materialkunde: Biographien bedeutender Materialwissenschaftler, 2005.
• Encyclopaedia Britannica: Adolf Martens (статья в энциклопедии).
• Исторические архивы Королевского института испытаний материалов (Берлин).