Знаменитые ученные металловеды

     Булатная сталь

     Особенно значительных успехов Аносов добился при разработке способа производства булатной углеродистой стали. Использовав строго научный метод исследования, он определил роль углерода как элемента, влияющего на качество стали, а также изучил значение ряда других элементов. Выяснив важнейшие условия образования лучшего сорта углеродистой стали - булата, Аносов разработал технологию его выплавки и обработки. Главным отличием булатной стали от обычной является его химическая и физическая неоднородность.

     Внутри слитка образуется развитая дендритная решетка, пронизывающая весь объем слитка и выходящая даже на поверхность, что хорошо видно на снимке (рис. 3).  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рис. 3. Слиток стали 

     Аносов создал четыре варианта тигельного способа получения стали:

     1) плавка железной руды в смеси с графитом (в результате нагревания в начале плавки восстанавливалось железо из руды и затем получалась сталь);

     2) сплавление чугуна и железа в тигле в присутствии флюса с окалиной (затем передел чугуна осуществлялся без железа под слоем флюса);

     3) отливка стали в формы с последующим длительным отжигом ее в специальной печи без доступа воздуха;

     4) сплавление железа непосредственно графитом или соединении его прямо с углеродом (наиболее совершенный способ. Характерной особенностью этого способа являлась выдержка тигля с расплавленной сталью до полного остывания слитка в печи).

     Благодаря деятельности Аносова на Златоустовском заводе было организовано производство литой тигельной стали высокого качества. Но этот способ производства углеродистой стали не получил широкого развития, так как он был очень трудоемким и требовал от сталеплавильщиков и кузнецов большого мастерства. Кроме того, предъявлялись весьма высокие требования к исходным материалам.

     Во второй четверти XIX в. производство платины в России было незначительным. Аносов наряду с другими учеными изучал на Златоустовском заводе свойства сырой платины и возможности ее применения в промышленности.

4. АНДРЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ БОЧВАР

     Андрей Анатольевич Бочвар - директор ВНИИНМ с 1952 по 1984 гг. Академик, ученый-металловед с мировым именем, дважды Герой Социалистического труда, лауреат Ленинской и Государственных премий (рис 4.)

     Рис. 4. Бочвар А.А. 

     В первые годы создания отечественной атомной промышленности (1945-1949 гг.) одной из важнейших проблем был подбор руководящих научных и технических кадров.

     Специальным постановлением Правительства для создания научно-исследовательских институтов, конструкторских организаций и предприятий новой создаваемой отрасли были привлечены ведущие ученые и организаторы производства и в их числе был действительный член Академии наук СССР Андрей Анатольевич Бочвар.

     Андрей Анатольевич Бочвар родился в Москве 8 августа 1902 г в семье известного ученого-металлурга, профессора А.М. Бочвара.

     В 1923 г. после окончания МВТУ имени Н.Э. Баумана началась его научно-преподавательская деятельность как металловеда. Во второй половине 20-х гг. прошлого века молодой инженер-технолог А.А. Бочвар буквально ворвался в мир науки.

     С 1930 г. его преподавательская и научная деятельность многие годы была связана с Московским институтом цветных металлов и золота им. М.И. Калинина (впоследствии ТУ Миссис), где он возглавлял кафедру металловедения, основанную его отцом, также известным ученым, профессором Анатолием Михайловичем Бочваром.

     В 30-40-е гг. прошлого века Андрей Анатольевич был уже видным ученым, автором ряда широко известных в нашей стране и за рубежом исследований. Им были разработаны теория кристаллизации сплавов эвтектического типа, теория литейных сплавов, основы структурной теории жаропрочности и термической обработки сплавов, изучены механизмы пластической деформации и рекристаллизации металлов и сплавов. Позже, впервые в СССР, им было подробно исследовано явление сверх пластичности металлов и разработана теория этих процессов, установлены закономерности деформации металлов с разным типом кристаллической решетки при циклическом изменении температуры. Учебники А.А. Бочвара по металловедению и термической обработке и сейчас являются настольными книгами металловедов и технологов нашей страны. Андрей Анатольевич был одним из основателей отечественной школы металловедения. Наряду с преподавательской деятельностью, он уделял большое внимание приоритетам промышленности, и, в частности, первый в мире разработал и внедрил метод кристаллизации фасонных отливок под давлением. В течение ряда лет он был научным консультантом в ВИАМ.

     В 1939 г. А.А. Бочвар был избран членом-корреспондентом, а в 1946 г. - действительным членом академии наук СССР.

     Огромная научная интуиция и крупные промышленные внедрения, в том числе в годы Великой Отечественной войны, явились определяющим фактором для привлечения академика А.А. Бочвара в 1946-1947 гг. к «урановой» проблеме, в атомную отрасль, а конкретнее, к Атомному проекту СССР. С этого времени вся его научная деятельность до конца жизни была связана с НИИ-9. Сегодня этот уникальный российский металловедческий Государственный научный центр, известный как ОАО «Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара». ОАО «ВНИИНМ» – с достоинством носит почетное имя академика А.А. Бочвара (рис. 5). Институт является дочерним предприятием Государственной корпорации по атомной энергии (Росатом) и входит в контур управления Топливной компании «ТВЭЛ» (ТК).

     Рис. 5. Один из корпусов ВНИИНМ им. А.А. Бочвара 

     К работе в Инспецмет (НИИ-9) Андрей Анатольевич приступил в 1946 г. сначала в должности научного консультанта, а затем (с ноября 1947 г.) - начальника отдела, созданного по решению Совнаркома для изучения плутония и урана. В декабре1952 г. он был назначен директором института, но еще много лет продолжал работу на кафедре в МИСиС. Однако впоследствии он все же вынужден был прекратить преподавательскую деятельность, и сосредоточил все свое внимание на развитии института и решении поставленных правительством страны задач.

     Впервые в Советском Союзе плутоний был получен именно в НИИ-9 из урана, облученного в экспериментальном уран-графитовом реакторе Ф-1.

     Важно отметить, что все проблемы с изготовлением первого плутониевого заряда были решены в кротчайшее время. И определяющая роль в этом достижении принадлежит академику А.А. Бочвару. То обстоятельство, что любой на выбор, эксперимент, спланированный Бочваром, четко выявлял направление дальнейшего развития исследований, характеризует высочайшую эрудицию и удивительную научную интуицию этого великого ученого. Трудно переоценить роль академика Бочвара как организатора работ, создававшего особый климат коллективного творческого поиска, стимулировавшего скорейшее нахождение оптимальных решений задач, ставившихся перед каждым, и обеспечивших в кротчайшие сроки проведение испытания первой советской атомной бомбы в августе 1949 г. (рис. 6). Как наивысшую оценку вклада академика А.А. Бочвара в решение важнейшей задачи по обеспечению обороноспособности страны можно привести отзыв академика Ю.Б. Харитона в одном из интервью. В ответ на утверждение журналиста, назвавшего Юлия Борисовича «отцом» ядерной бомбы, Академик Харитон сказал: « Это неверно. Создание бомбы потребовало усилий огромного количества людей. Металлургия плутония – это академик Андрей Анатольеви Бочвар!»

     Рис. 6. Первая советская ядерная бомба 

     Изначальное тематическое содержание вверенного А.А. Бочвару в 1952 г. НИИ-9 характеризовалось тремя основными направлениями: материаловедение ядерных и конструкционных материалов, реакторное топливо обеспечение, радиохимическая переработка отработанного ядерного топлива и обращение с радиоактивными материалами. Академик Бочвар развивал в институте и направления исследований, выходящие за пределы атомной отрасли, сохраняя, развивая и организовывая новые, Андрей Анатольевич при этом, демонстрировал показательную школу воспитания молодых ученых.

     Как директор института Андрей Анатольевич нес огромную ответственность за формирование и практическую деятельность всех многочисленных подразделений института с широким спектром сложнейших задач в различных областях знаний, таких, как металлургия, металлофизика, металловедение, коррозия и защита металлов, технология производства топлива, конструкционных материалов и твэлов для ядерных реакторов различных типов и назначения, создание материалов и технологий производства изделий оборонной техники, радиационная химия, переработка облученного топлива и отходов и др.

     Каждая из этих задач представляла собой сложную научную и организационную проблему, и применительно к таким материалам, как уран и плутоний, решалась впервые. Создание специальных конструкционных материалов с учетом условий их работы в ядерных реакторах также требовало принципиально новых научных подходов. При этом для всех исследований и разработок устанавливались кратчайшие сроки, а их результаты сразу передавались конструкторским организациям и в промышленность.

     Все это вызывало необходимость создания уникальной экспериментальной базы и специального оборудования для работы с радиоактивными материалами и организации в институте специализированных научных коллективов, которые возглавили известные ученые и высококвалифицированные специалисты.

     К работе в институте были привлечены академик И.И. Черняев, член-корреспондент С.Т. Конобеевский, доктор технических наук А.Н. Вольский, доктор технических наук А.С. Займовский, члены-корреспонденты АН СССР П.П. Будников и Н.А. Изгарышев, многие другие ученые и демобилизованные из армии специалисты. Под их руководством складывались лаборатории и отделы, для работы в которых переводились специалисты из различных отраслей промышленности и направлялись молодые специалисты, окончившие университеты и лучшие технические ВУЗы страны.

     Наибольший личный вклад как ученый-металловед Андрей Анатольевич внес в создание сплавов на основе урана и плутония, конструкционных материалов и промышленных технологий изготовления из них ответственных изделий атомной техники.

     Так, например, в 1946 г. в институте были начаты исследования и в 1947 г. впервые в нашей стране получены микрограммовые количества нового, до сих пор неизвестного металла - плутония, а затем и первые данные о его структуре и свойствах. Советские ученые (С.Т. Конобеевский, Н.Т. Чеботарев, В.И. Кутайцев и др.) во главе с академиком А.А. Бочваром, первыми опубликовали диаграммы состояния плутония с различными элементами.(рис. 7).

     Рис.7. Диаграммы состояния плутония с различными элементами 

     В 1949 г. по поручению советского правительства Андрей Анатольевич возглавил бригаду сотрудников нашего института и под его руководством на комбинате «Маяк» в сложных и малоприспособленных условиях был создан ядерный заряд для первой отечественной атомной бомбы, успешное испытание которой положило конец монополии США в этой области. В последующие годы также при непосредственном участии Андрея Анатольевича был создан заряд первой водородной бомбы.

     Незадолго до Первой Международной конференции по мирному использованию атомной энергии (Женева, 1955 г.) член-корреспондент С.Т. Конобеевский прочел в Московском университете доклад об исследовании диаграмм состояния с плутонием, закрепив тем самым приоритет отечественной науки в этой области. Впоследствии на микроколичествах материала было исследовано взаимодействие плутония практически со всеми элементами Периодической системы элементов Д.И. Менделеева. В процессе этих исследований были разработаны промышленные сплавы на основе плутония.

     Талант предвидения, анализ и обобщение конкретных данных позволили Андрею Анатольевичу по результатам, полученным коллективом сотрудников, при исследовании микрограммовых образцов, определить все основные свойства плутония и его сплавов, необходимые конструкторам при физических расчетах изделий.

     Молодые специалисты тогда вряд ли представляли в полной мере огромную ответственность, которая лежала на Андрее Анатольевиче, но его высокая требовательность к достоверности результатов исследований и обоснованности выводов воспитывали в них чувство причастности к делам государственной важности, строгость к себе и высокую ответственность.