П.П. Аносов и его технология изготовления булатной стали

bwrbqМОУ КШ имени генерала Ермолова А.П.

 

 

 

 

 

 

Реферат по

истории на тему:

«П.П. Аносов и его технология изготовления булатной стали»

 

                  

 

 

 

Подготовил ученик

                                                        8«г» класса

Речицкий Алексей.

 

 

 

 

 

 

2011 год

 

Па́вел Петро́вич Ано́сов (29 июня 1796, Тверь — 13 мая 1851, Омск) — выдающийся русский горный инженер, учёный-металлург, крупный организатор горнозаводской промышленности, исследователь природы Южного Урала, томский губернатор.

 

Биография

Аносов был сыном мелкого служащего, стал сиротой с 13 лет. Когда скончался его отец, сиротами осталось четверо малолетних детей: двое старших братьев, Пётр и Павел, и две младших сестры. Сестёр взял на воспитание их дед по матери — горный чиновник Л. Ф. Сабакин, служивший механиком на Камских заводах (Ижевском и Боткинском).

В 1810 году он определил Павла со старшим братом Петром в Петербургский горный кадетский корпус; Пётр вскоре умер. В корпусе были отмечены необыкновенные способности Павла, особая его склонность к математике, в которой он сделал отличные успехи, равно как и в прочих высших науках. В 1817 году он был выпущен из горного корпуса практикантом на Златоустовские казенные заводы, и взял на своё попечение младших сестёр, двух девиц, из которых младшую вскоре отдал замуж. Другая, оставаясь девицей на момент смерти Павла Аносова, была «в болезненном состоянии у своих родных, на уральских заводах».

Карьера в Златоусте

После окончания корпуса, с 1817 по 1847 годы он работал в Златоустовском горном округе:

1817—1819 — практикант;

1819—1821 — смотритель «украшенного отделения» оружейной фабрики;

1821—1824 — помощник управителя оружейной фабрики;

1824—1831 — управляющий этой оружейной фабрики;

1831—1847 — горный начальник и одновременно директор оружейной фабрики;

1847—1851 — начальник Алтайских горных заводов и Томский гражданский губернатор.

По военным чинам за двадцатилетний срок Аносов дослужился из практиканта (подпоручика) до генеральского чина.

Об обстоятельствах смерти учёного:

В начале 1851 года в Сибирь для ознакомления с положением дел на Алтайских горных заводах приезжал сенатор Анненков. Павел Петрович выехал из Томска в Омск, чтобы его встретить. Не доехав восемнадцати верст до Омска, Аносов был застигнут бураном. Возок, в котором следовал Аносов со своим адъютантом, наехал на сугроб, опрокинулся на сторону, где сидел Аносов. Дверца возка раскрылась, и он выпал в сугроб. На Аносова упал его адъютант, и оба они были придавлены чемоданами. Под этой тяжестью они пролежали несколько часов, пока из Омска не догадались выслать людей и лошадей для их поисков.

Вскоре после того Павел Петрович почувствовал боль в горле. Несмотря на болезненное состояние, он всё же сопровождал Анненкова в его поездке по заводам, проводил его до Омска и здесь серьёзно расхворался. Обнаружились нарывы в горле, из которых третий и задушил его[4]

 

Булат

 

Булат производили в Индии (под названием вуц), в Средней Азии и в Иране под названиями табан, хорасан, фаранд, в Сирии — дамаск. На Руси были знакомы с восточным булатом и изделиями из него, есть также сведения о закупке булата для производства оружия. Для его классификации использовались такие термины, как красный и синий булат, красное железо. В Европе литой булат, аналогичный старинным восточным образцам, был получен на Златоустовском заводе под руководством горного инженера, начальника Златоустовских заводов генерала-майора Павла Петровича Аносова. Аносов начал заниматься булатом в 1828 г. по поручению Горного ведомства. После огромного числа опытов были получены образцы булатных клинков и слитки булатной стали. В отчётах Аносова описываются и воспроизведённые им способы получения классической кованой дамасской стали, но делается вывод о том, что это нетехнологично. В 1839 г. оружие и другие изделия из русского булата демонстрировались в Санкт-Петербурге, в 1841 году работа Аносова «О булатах» была представлена на Демидовскую премию.

Булат — собирательное название для твёрдых и вязких сплавов железа и углерода. Химически булат отличается от стали количественным содержанием углерода. По этому показателю булат близок чугунам. Но физически он сохраняет ковкость низкоуглеродистых сталей и ощутимо превосходит последние по твёрдости после закалки. Такие свойства более связаны со структурой металла, нежели с химическим составом (по аналогии с чистым без примесей графитом и алмазом, у которых химический состав идентичен, но физические свойства различны). Таким образом, один только химический анализ не позволяет определить отношение металла к булатам. Булат требует отличных от стали способов обработки (ковки, закалки) и может быть повреждён неправильной термической обработкой, обратившись обычной сталью или нековким чугуном. Тем не менее булат может быть доведён до расплавления и после остывания остаться булатом, или, как в случае с дамаском, может быть многократно прокован и сварен кузнечной сваркой сам с собой или с другими булатами и сталями. Из множества сталей (но далеко не из всех) может быть получен булат практически без изменения химического состава исходного материала, но способность сплава приобрести в процессе кристаллизации характерную для булатов структуру сильно зависит от лигатуры сплава и булаты не получатся из высоколегированных сталей, а из легированных, если получаются, то только низшие сорта булатов.

Из-за особенностей приготовления и обработки булаты в производстве существенно дороже большинства обычных сталей. Поэтому изделия из булатов, которые можно купить или заказать, в большинстве своём представляют из себя в лучшем случае низкосортные, а в худшем — декоративные (или псевдо-) булаты.

Многие современные стали превосходят булаты по твёрдости, многие — по износостойкости, но ни одна не превосходит по совокупности параметров, таких как упругость, хрупкость, способность затачиваться до бритвенной остроты и долго ее держать, сопротивление коррозии, ковкость и т.д. Высокого сорта булат является непревзойдённым образцом совершенства металла, поэтому до сих пор сохранились немногочисленные энтузиасты, владеющие искусством его приготовления и обработки.

Технология

Внешне булат отличается наличием беспорядочного узора, который получается при кристаллизации. На него, как на одно из отличий от сварочного дамаска, где узор получается закономерным, указывал ещё Аль-Бируни. Аносов также обращал на это внимание. Он разработал 4 пути получения булата:

1. Сплавление железных руд с графитом, или восстановление и соединение железа с углеродом;
2. сплавление железа при доступе углей, или соединение его предварительно с углеродом и восстановление его посредством закиси железа или с помощью продолжительного отжигания без доступа воздуха;
3. сплавление железа непосредственно с графитом, или соединение, его прямо с углеродом.

Первый, способ требует чистейших железных руд, не содержащих кроме закиси железа никаких посторонних примесей, в особенности серы. Но подобные руды встречаются чрезвычайно редко, притом и потеря в графите весьма значительна, а успех в насыщении железа углеродом не всегда в зависимости от искусства. Сверх того, руды, по малой относительной тяжести, занимают более объема, нежели железо, и, заключая в себе металла около половины своего веса, уменьшают количество продукта при одной вместимости с железом до ¼ и даже до ⅛ при одних и тех же прочих расходах. Из этого видно, сколь сей способ дорогостоящ. Таким образом, трудность отыскать в совершенстве первые материалы, случайность соединения железа с углеродом в надлежащей пропорции и дороговизна соделывают сей способ не доступным для введения в большом виде. Но он знакомит и с способом древних и с причиной драгоценности совершенных азиатских булатов, ибо древние скорее могли попасть на способ простой, нежели сложный. Употребление тиглей столь же древне, как и известность золота: ничего не могло быть ближе для древних алхимиков, как испытание плавкой всех тел, похожих по наружному виду на металлы, и в этом случае для них ближе было испытывать графит, нежели для нас, привыкнувших думать, что он не плавится и может быть полезен токмо в тиглях и карандашах.

Второй способ не мог быть введен в употребление по затруднительной ковке при значительном содержании углерода, что происходит, по моему мнению, от недостаточной чистоты кричного железа и от затруднения очистить оное совершенно помощью железной закиси. Железо может быть улучшено способом, употребляемым в Японии и вообще в Азии,- продолжительным сохранением в воде или земле, а очищение угля едва ли будет столь совершенно, как в графите.

Третий способ введен уже в употребление, но как литая сталь для сохранения ковкости не может заключать много углерода, то она и составит особый разряд литых булатов, годных на выделку дешевых изделий: ибо пуд литого булата обходится около 10 рублей.

Четвертый способ, как почитаемый мною удобнейшим и соответственнейшим при наименьших расходах, к получению настоящих булатов.

П. П. Аносов стал первым металлургом, начавшим планомерное изучение влияния на сталь различных элементов. Он исследовал добавки золота, платины, марганца, хрома, алюминия, титана и других элементов и первым доказал, что физико-химические и механические свойства стали могут быть значительно изменены и улучшены добавками некоторых легирующих элементов. Аносов заложил основы металлургии легированных сталей[5].

Аносов ввёл и другие новшества:

1. впервые применил для исследования строения стали микроскоп (1831);
2. заменил на фабрике вредное для здоровья ртутное золочение клинков гальваническим;
3. предложил и испытал способ получения золота из золотосодержащих песков путем плавления в доменных печах;
4. усовершенствовал золотопромывальную машину и другие заводские устройства.