Дмитрий Кириллович Чернов

Дмитрий Кириллович Чернов (20 октября [1 ноября] 1839, Санкт-Петербург — 2 января 1921, Ялта) — русский учёный-металлург, изобретатель, основоположник современного металловедения и теории термической обработки стали. Его открытия, в первую очередь — определение критических точек фазовых превращений в стали (так называемые «точки Чернова»), стали фундаментом для развития физического металловедения, технологии термообработки и порошковой металлургии. Член-корреспондент Петербургской академии наук (1909), заслуженный профессор.

Биография

Ранние годы и образование

Дмитрий Чернов родился в семье фельдшера. В 1858 году окончил Санкт-Петербургский практический технологический институт (ныне Санкт-Петербургский государственный технологический институт). После окончания института работал механиком на монетном дворе, а затем — на Путиловском заводе (ныне Кировский завод) в Санкт-Петербурге, где начал заниматься проблемами производства стали.

Работа на Обуховском заводе

В 1866 году Чернов перешёл на Обуховский сталелитейный завод, где работал сначала инженером, а затем — главным металлургом. Именно здесь он провёл свои главные исследования. Завод специализировался на производстве высококачественной стали для артиллерийских орудий, брони и инструментов. Наблюдая за процессом закалки, Чернов обратил внимание на то, что механические свойства стали радикально меняются в зависимости от температуры нагрева. В 1868 году он опубликовал работу «Критический обзор статей гг. Лаврова и Калакуцкого о стали и стальных орудиях», в которой впервые сформулировал понятие критических точек.

Дальнейшая карьера

В 1880-х годах Чернов преподавал в Михайловской артиллерийской академии, а также в Петербургском практическом технологическом институте. Он читал лекции по металлургии и технологии обработки металлов. В 1889 году он организовал первую в России кафедру металлургии в Технологическом институте. После революции 1917 года, несмотря на преклонный возраст, продолжал научную и педагогическую работу. Умер в 1921 году в Ялте.

Научные достижения

Критические точки стали (точки Чернова)

Главное открытие Чернова — установление существования фазовых превращений в стали при нагреве и охлаждении. До него считалось, что сталь при нагреве до любой температуры выше определённого порога ведёт себя одинаково. Чернов экспериментально доказал, что существуют две ключевые температуры (критические точки), при которых происходит перестройка кристаллической решётки:

• Точка A₁ (нижняя критическая точка) — температура, при которой сталь начинает переходить из ферритной (или перлитной) структуры в аустенитную. Для углеродистой стали эта точка находится около 723 °C.
• Точка A₃ (верхняя критическая точка) — температура, при которой завершается превращение феррита в аустенит. Для доэвтектоидной стали эта точка находится выше 723 °C и зависит от содержания углерода.

Чернов также установил, что только при нагреве выше точки A₃ сталь приобретает способность к полной закалке. Он ввёл понятие «температурный интервал закалки» и показал, что перегрев выше определённого предела (точка перегрева) ведёт к росту зерна и ухудшению свойств. Позднее были открыты и другие критические точки (например, A₂ — магнитное превращение), но именно точки Чернова стали основой для построения диаграммы состояния «железо-углерод».

Теория закалки и отпуска

Чернов разработал научные основы термической обработки стали. Он установил, что закалка должна проводиться с температуры выше точки A₃, а отпуск — при температурах ниже точки A₁. Он также впервые описал процесс старения стали (изменение свойств во времени после закалки) и предложил методы борьбы с отпускной хрупкостью.

Порошковая металлургия

В 1870-х годах Чернов занимался проблемой получения стали из порошка. Он разработал метод прессования и спекания металлических порошков, что стало предтечей современной порошковой металлургии. В 1878 году он получил патент на способ получения стали из порошка, который, однако, не нашёл широкого промышленного применения из-за высокой стоимости.

Исследование литой стали

Чернов впервые описал процесс кристаллизации стали в изложнице. Он установил, что слиток состоит из трёх зон: наружной (мелкозернистой), промежуточной (столбчатой) и внутренней (крупнозернистой). Он также объяснил образование усадочных раковин и газовых пузырей и предложил способы их устранения (например, использование прибылей).

Другие работы

Чернов занимался также вопросами ковки, прокатки, сварки, а также исследовал свойства чугуна. Он разработал метод определения температуры плавления стали по её цвету. В 1912 году он опубликовал работу «О стали и стальных орудиях», которая стала классическим учебником по металловедению.

Признание и влияние

Работы Чернова получили международное признание. В 1879 году он был избран членом-корреспондентом Петербургской академии наук. В 1900 году на Всемирной выставке в Париже его труды были удостоены золотой медали. В 1916 году он стал почётным членом Русского технического общества.

Открытия Чернова легли в основу современной теории термической обработки стали. Без них было бы невозможно создание высокопрочных инструментальных сталей, брони, рельсов, деталей машин. Его идеи были развиты в работах А. А. Бочвара, А. М. Бочвара, Н. Т. Гудцова и других учёных. В честь Чернова названы:

• Критические точки стали (точки Чернова).
• Улица в Санкт-Петербурге (улица Чернова).
• Памятник в Ялте (установлен в 1966 году).
• Медаль имени Д. К. Чернова (учреждена Академией наук СССР в 1944 году).

Интересные факты

• Чернов был не только учёным, но и изобретателем. Он запатентовал несколько устройств, в том числе прибор для измерения твёрдости металлов (склероскоп).
• Он активно участвовал в создании первой в России металлургической лаборатории.
• В 1914 году, в возрасте 75 лет, он опубликовал работу «О влиянии температуры на механические свойства стали», которая до сих пор цитируется в научной литературе.

Источники

• Гудцов Н. Т. Дмитрий Кириллович Чернов. — М.: Наука, 1969.
• Бочвар А. А. Металловедение. — М.: Металлургиздат, 1956.
• Чернов Д. К. Избранные труды по металлургии и металловедению. — М.: Изд-во АН СССР, 1950.
• Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона. Т. 38. — СПб., 1903.