Русские учёные и изобретатели (Артемов) - страница 39
Прошло десять лет со времени знаменитого доклада о критических точках, и Д. К. Чернов сообщает о новой выдающейся своей работе. Она посвящена процессу затвердевания жидкой стали и изучению строения стального слитка.
В конце 70–х годов уже широко применялись новые способы производства стали — в мартеновских печах и ретортах Бессемера. Эти способы позволяли относительно легко получать большие стальные слитки. Однако процессы разливки жидкой стали и ее остывания еще не были изучены. Сейчас мы знаем, что разливка — это не просто механическая операция, а сложный и ответственный процесс, который нужно сознательно направлять и регулировать. Переход металла из жидкого состояния в твердое определяет качество будущего изделия, изготовленного из этого металла.
Д. К. Чернов установил, что расплавленная сталь образует при затвердевании не однородную массу, а сложную систему кристаллов. Это открытие легло в основу современного представления о строении литой стали и металлов вообще.
Д. К. Чернов долго и тщательно исследовал кристаллизацию самых разнообразных веществ. Он выращивал большие кристаллы поваренной соли. С интересом наблюдал он явления замерзания воды. Сохранились фотоснимки оконных узоров льда, один из которых, как указывает надпись, был сделан Д. К. Черновым зимой 1915 года, когда ему уже исполнилось 75 лет. Д. К. Чернов создает схему затвердевания жидкой стали, а затем подтверждает ее практически. В процессе затвердевания расплавленного металла прежде всего появляются так называемые центры кристаллизации, дающие основу для осей будущих кристаллов. Оси отбрасывают от себя многочисленные ветви, образующие скелет кристалла. Затвердевание начинается в зоне соприкосновения жидкой стали с холодными стенками массивного чугунного сосуда — изложницы, куда сталь налита. Расплавленный металл покрывается твердой коркой. Эта корка защищает жидкую сталь от быстрого охлаждения, процесс затвердевания замедляется, и кристаллы получают возможность вырасти до большой величины.
При остывании сталь уменьшается в объеме, однако внешние размеры слитка уже определены коркой затвердевшего металла. Жидкого вещества не хватает для заполнения внутренней полости слитка, часть его остается пустой, образуя так называемую усадочную раковину. В слитке, где находится большое количество кристаллов, их растущие ветви переплетаются друг с другом и взаимно друг друга искривляют. Однако бывают случаи, когда отдельный кристалл начинает расти в усадочной раковине. Такому кристаллу нет препятствий для роста со стороны других кристаллов.