В начало Написать нам Карта сайта | RSS
Уральский рынок металлов


Предлагаем Вам разместить информацию в бегущую строку - 1000 рублей в месяц - за каждые 10 слов | Ежедневно посетители сайта смогут видеть информацию о Вашем предприятии. | Минимальные затраты - максимальный результат!!!
Новости Журнал О компании Статьи Аналитика Тендеры Рекламодателям Подписчикам Форумы Бизнес-навигатор Карта сайта Мероприятия Вопросы-ответы
В начало // Журнал / Все номера / УРМ №12 (декабрь 2007) / Виссарион Садовский: Единожды выбранный путь
← оглавление номера

Страницы истории:

Виссарион Садовский: Единожды выбранный путь

Вадим Счастливцев, Михаил Филиппов 

Трудовая деятельность Виссариона Дмитриевича Садовского - пример верности однажды выбранному пути. Став величиной советского и российского металловедения, он не стремился к административной карьере, остался скромным и доступным человеком. К нему тянулись заводские инженеры-металловеды, термисты и находили решение своих насущных проблем.

С его именем связана не только эпоха в развитии уральского и российского металловедения, выдающиеся открытия - от природы критической точки при нагреве сталей до нового метода термомеханической обработки сплавов и особенностей структуры после лазерного нагрева, но и особая атмосфера творчества, в обстановке которой выросли в крупных учёных многие талантливые ученики.

Металловедение как учение о связи строения и свойств металлических сплавов зародилось в Златоусте, где горный инженер, металлург-практик Павел Аносов впервые в мире использовал микроскоп для изучения микроструктуры металлов. Основатель Уральской научной школы металловедения Сергей Штейнберг (см. «УРМ» ? 6, 2007 г.) до своего переезда в Свердловск работал в Златоусте. На Златоустовском инструментальном заводе начал свою трудовую деятельность и Виссарион Дмитриевич Садовский. Его талант разглядел Штейнберг, пригласивший его в свою лабораторию металловедения, входившую в состав УФАН СССР. Позже она влилась в Свердловский институт физики металлов, где Садовский и работал до последнего дня жизни.

Отец Виссариона Садовского Дмитрий Иванович - внук сельского дьячка, выпускник Петербургской духовной академии, репрессирован в 1937 г. Мать Мария Васильевна - дочь священника. Сам же он всю свою жизнь посвятил научно-исследовательской работе в такой отрасли, как термическая и термомеханическая обработка стали. Его «сомнительное» происхождение и послужило причиной смещения его с должности заместителя директора Института физики металлов в 1950 г., в которой он проработал чуть дольше полугода. Об этом он нисколько не жалел, так как больше времени смог уделять научной работе.

После окончания в 1930 г. Казанского университета по специальности «химия сплавов» будущий ученый работает инженером на Златоустовском инструментальном заводе, а в 1935 г. получает приглашение в Уральский филиал Академии наук. Причиной перехода в УФАН, по словам самого Садовского, «явилось желание вести научную работу в области термообработки стали».

Это было его призванием. В 1936 г., отвечая на вопрос анкеты о наиболее целесообразном использовании его как специалиста, Садовский написал: «...Лучше всего - на исследовательской работе в области металловедения и термической обработки сталей как в условиях научных учреждений, так и на заводах». Термическая обработка стальных изделий (так называемый «четвертый передел») - внешне не эффектная, но очень эффективная технологическая операция, которая может существенно изменять свойства сталей: в несколько раз повысить прочность и твердость, в результате чего получается фактически новый, более прочный материал; либо понизить твердость, что позволит без лишних усилий вытачивать, штамповать детали. Способность стали упрочняться в результате термической или термомеханической обработки широко используется на производстве. Практически все сколько-нибудь важные детали машин проходят те или иные операции термической обработки - отжига, нормализации, закалки и отпуска. Теоретической основой этих операций является физическое металловедение.

Ещё великий русский металлург Д.К.Чернов, основатель научного металловедения, в 1868 г. открыл структурные превращения в железоуглеродистых сплавах, обосновал эти превращения и доказал возможность управлять ими в производстве, по желанию изменяя структуру и свойства стали. Он показал, что атомы в сплавах расположены в определённом порядке, представляющем собой пространственную кристаллическую решётку, и выдвинул гипотезу о существовании в сплавах железа двух пространственных решёток.

Позднее установили, что если нагревать сталь до определённой температуры (критической точки), то в решётке железа (феррита) произойдёт перегруппировка атомов и возникнет другая высокотемпературная фаза - аустенит. Если сталь теперь охладить медленно, то вновь произойдёт перестройка решётки в феррит, а углерод выделится из неё в виде химического соединения Fe3C - цементита, и даже твёрдая (высокоуглеродистая) сталь станет мягкой и довольно пластичной. Если же охладить быстро, например, в воде, то перестройка решётки произойдёт по другому механизму - углерод не успеет выделиться из кристаллической решётки и перейти в цементит, он останется в центре новой решётки - мартенсита.

Бездиффузионное превращение стали из аустенита в мартенсит лежит в основе закалки. Структура мартенсита имеет высокую прочность и низкую пластичность. Между этими крайними случаями возможны промежуточные скорости охлаждения с образованием различных структур - перлита, сорбита, троостита, бейнита.

Главное достоинство термообработки состоит в том, что она позволяет очень сильно изменять свойства металла. Так, сталь в закаленном состоянии обладает высокой прочностью, но малой ударной вязкостью, поэтому непригодна для изготовления изделий, работающих в условиях ударных нагрузок. Нагревая закаленную сталь до сравнительно невысоких температур, проводя так называемый отпуск, можно существенно повысить ее ударную вязкость, потеряв при этом часть высокой твердости и прочности.

Один из пионеров построения диаграмм превращений переохлажденного аустенита для легированных сталей, Виссарион Дмитриевич Садовский в 1947 г.

обобщил эти данные в первом советском и одном из первых в мире «Атласе диаграмм». Материал по диаграммам превращения аустенита вошел во все издания справочника «Металловедение и термическая обработка». Его работы по изучению мартенситного и промежуточного, бейнитного превращения в сталях, выполненные в 30-40-е гг., до сих пор остаются классическими и непревзойденными по глубине понимания физической природы явлений.

Прочность металлов и сплавов можно существенно повысить или закалкой, или механическим воздействием - пластической деформацией, используя явление наклёпа. Вместе со своими учениками Л.В. Смирновым и Е.Н. Соколковым ученый предложил и обосновал метод высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО), который сочетает оба эти способа, тем самым существенно повышая прочность сталей и предотвращая хрупкое разрушение изделий. Ещё одна диссертация по термомеханической обработке конструкционных и жаропрочных сталей была выполнена С.Н. Петровой под руководством Садовского. За эту работу авторы нового метода были удостоены Государственной премии СССР.

В содружестве с соратниками он открыл явление структурной наследственности в стали при нагреве, продолжив и углубив идеи Д.К. Чернова. В 1954 г. вышла монография В.Д. Садовского, К.А. Малышева и Б.Г. Сазонова «Фазовые и структурные превращения при нагреве стали». В ней подводился итог интенсивных исследований по проблеме зерна в сталях, начатых К.А. Малышевым еще до войны. В ней же практически впервые были увязаны температура изменения (измельчения) величины зерна при повторных закалках с точкой b Чернова.

Предложено и обосновано новое представление о перекристаллизации сталей при нагреве, состоящей из двух стадий: собственно фазового превращения, приводящего к образованию наклепанного и ориентационно связанного с исходной структурой аустенита, и ре¬кристаллизации аустенита, часто приводящей к измельчению зерна, снятию фазового наклепа и устранению внутризеренной текстуры. Эта двухстадийная схема перекристаллизации сталей имела большой отклик в научной литературе. Работы по изучению механизма фазовых превращений при нагреве продолжались до самой смерти Садовского. В какой-то степени они продолжаются и в настоящее время.

Научная школа Виссариона Дмитриевича Садовского начала формироваться еще до войны, а во время войны, когда он возглавил работы по оборонной тематике, укрепилась, пополняясь за счет сотрудников лаборатории. Особое место среди них занимает К.А.Малышев. В Златоусте, где они вместе начинали, Малышев как старший выступал скорее в роли наставника молодого Садовского. Позднее он поддерживал интерес Виссариона Дмитриевича к проблемам камневидного излома и структурной перекристаллизации сталей при нагреве. Между тем еще в 1947 г. у В.Д. Садовского появились ученики, защитившие кандидатские диссертации на основе исследований, выполненных в годы войны: С.И. Ивановская, Р.М. Леринман и Е.П. Маликова. Последовала серия диссертаций по перекристаллизации сталей при нагреве и исследованию природы упрочнения аустенита при фазовом наклепе. Эта проблема была наиболее злободневной. Работы шли как в стенах лаборатории, так и далеко за ее пределами. Один за другим защитили диссертации В.Г. Горбач, Б.К. Соколов и В.М. Счастливцев, все - ученики Садовского и соавторы его научных работ.

В годы войны Садовский большое внимание уделял исследованию механических свойств стали, в том числе самому непонятному и изменчивому свойству - ударной вязкости, которая в сталях близкого состава может различаться в десятки раз. Существовало множество гипотез о причинах, вызывающих охрупчивание стали, причем рассматривались различные факторы: от влияния печных газов до распада аустенита при отпуске. Но все они не были в достаточной мере подтверждены экспериментально. Садовский, изучая превращения переохлажденного аустенита при различных температурах, обращал внимание не только на кинетику и форму продуктов превращения, но также и на механические свойства стали.

Серия работ Виссариона Дмитриевича с сотрудниками лаборатории относилась к изучению камневидного излома в сталях электрошлакового переплава, то есть высокочистых по отношению к сере сталей. Эти работы были начаты в 80-х в связи с тем, что на ряде высокочистых промышленных сталей электрошлакового переплава, прошедших стандартную термическую обработку, при ударных испытаниях обнаруживался камневидный излом, несмотря на достаточно высокие значения ударной вязкости. Камневидный излом является браковочным признаком для высокопрочных сталей, возникла необходимость выяснить причины его возникновения.

Еще с 40-х гг. появление камневидного излома было однозначно связано с повышенным содержанием серы в сталях, с их перегревом при предварительной термообработке, что приводило к выделению сульфидов по границам зерен при охлаждении. Исследование проводили на промышленных сталях электрошлаковой выплавки, поэтому получаемые результаты могли быть сразу же использованы на производстве. Было установлено, что камневидный излом в высокочистых сталях тоже связан с выделением сульфидов по границам зерен. Отличительной особенностью его возникновения являлось то, что вследствие очень небольшого содержания серы в этих сталях полное растворение сульфидов происходило при относительно низких температурах нагрева, которые нельзя было связать с перегревом. При последующем медленном охлаждении, когда при понижении температуры растворимость серы уменьшалась, начинали выделяться сульфиды. При этом образуются своеобразные пленочные выделения, также сильно снижающие ударную вязкость сталей. Излом в этом случае проходит по телу зерна. Результаты вызвали большой интерес у производственников.

Виссарион Садовский постоянно стремился использовать все возможные экспериментальные методы для изучения структуры сталей и кинетики фазовых превращений. Он следил за совершенствованием экспериментальной техники и по мере появления новых методик старался применить их в своей практике.

В 30-е гг. для изучения превращений переохлажденного аустенита применяли магнитометрический метод и оптическую микроскопию; после войны были попытки использовать методы электронной микроскопии на репликах и метод радиоактивных индикаторов; в 60-е гг.

Садовский добился приобретения в лабораторию импортного дилатометра, новых рентгеновских аппаратов и стимулировал рентгеноструктурное изучение превращений в сталях, а затем настойчиво внедрял просвечивающую электронную микроскопию. Он использовал результаты фрактографического анализа изломов методами как оптической, так и электронной сканирующей микроскопии с использованием микроанализа выделяющихся фаз, а также результаты Оже-спектроскопии. За всеми этими методами были видны поиски новых путей познания структуры и механизма фазовых превращений в сталях.

Наконец, когда в 1980 г. появилась возможность использовать для нагрева стальных образцов луч лазера, Садовский сразу же оценил преимущество такого метода и взял на себя руководство подробным исследованием структурных превращений, сопровождающих лазерный нагрев. Это было своевременно, так как и тогда, и теперь существует множество неверных представлений о характере взаимодействия лазерного пучка с веществом. При различной фокусировке лучом можно было нагревать поверхность образца с высокой скоростью до любых температур, вплоть до температуры плавления стали. Нагрев нижележащих слоев металла осуществлялся за счет теплопередачи с гораздо меньшей скоростью.

Виссарион Дмитриевич Садовский был не только блестящим научным работником, но и великим практиком. Ещё будучи заводским инженером, на основании изученных им закономерностей распада переохлажденного аустенита предложил режим ступенчатого отжига легированных сталей, который до сих пор применяется в промышленности. Во время войны усовершенствовал ускоренную закалку артиллерийских снарядов, за что был награждён боевым орденом Красной Звезды. После войны вместе с К.А. Малышевым обосновал и внедрил на Уралмаше методы полугорячего, а потом и фазового наклепа аустенитных немагнитных сталей, применяемых в энергомашиностроении. Разработал режимы изотермической и ступенчатой закалки конструкционных сталей, методы ВТМО конструкционных сталей и жаропрочных сплавов, а также закалки из межкритического интервала, устраняющей отпускную хрупкость.

На многих заводах страны широко применяются способы исправления крупнозернистой структуры легированных сталей после отливки или сварки. Он внес большой вклад в решение проблемы влияния магнитного поля на мартенситное превращение в стали, чем заслужил мировое признание. Многие результаты, полученные Садовским, вошли в справочные издания и востребованы до сих пор.

Последние примерно 10 лет Виссарион Дмитриевич Садовский со своей семьёй прожил в новой квартире, в Свердловске, на ул. 8 Марта, 2. Эта квартира досталась заслуженному академику от первого секретаря обкома КПСС Бориса Николаевича Ельцина, который переехал в новый «Дом на набережной». Даже дома на письменном столе у учёного стоял его основной рабочий инструмент - металлографический микроскоп, в который он до последних дней сам просматривал шлифы, открывая тонкие нюансы строения металлических сплавов, новые закономерности превращений структуры, придающие сталям прочность и надёжность. Подобный микроскоп изображён на его памятнике в секции почётных захоронений Широкореченского кладбища. В квартире Виссариона Дмитриевича осталась семья его сына-металлофизика, Михаила Виссарионовича, тоже впоследствии ставшего академиком РАН и продолжившего первую на Урале академическую династию учёных.

Досье: САДОВСКИЙ Виссарион Дмитриевич (06.08.1908 - 17.02.1991)

Родился в Омске. Окончил физико-математический факультет Казанского университета по специальности «химия сплавов» (1930). Лаборант, инженер­исследователь, зав. металлографической лабораторией, руководитель исследовательской группы лаборатории на Златоустовском инструментальном заводе им. Ленина (1930¬1935). Научный сотрудник (1935), впоследствии зам. директора Института физики металлов Уральского филиала АН СССР (1949¬1950), заведующий лабораторией физического металловедения (1940¬1982), заведующий отделом прочности и пластичности Института физики металлов АН СССР (1982¬1991), член Президиумов УНЦ АН СССР и УрО РАН (1971¬1988). Доктор технических наук, профессор, член¬корреспондент АН СССР (1968), действительный член Академии наук СССР (1970, специальность «металлургия»). Заведующий кафедрой металловедения и термической обработки в Уральском политехническом институте им. С.М. Кирова (1944-1959). Один из создателей и научный руководитель Уральской школы металловедов.

Более 30 лет - зам. главного редактора журнала «Физика металлов и металловедение». Научные работы направлены на развитие физического металловедения и теории термической обработки сталей и сплавов. Разработал новый способ смягчающего отжига легированных сталей; экспериментально установил двухстадийную схему фазовой перекристаллизации стали при нагреве. Это позволило научно обосновать режимы термической обработки, имеющей целью исправление крупнозернистой структуры литых или перегретых сталей. Разработал новые методы упрочнения сталей (термомеханическая, термомеханомагнитная обработки, метод фазового наклепа), позволяющие получать высокопрочные конструкционные и немагнитные стали, жаропрочные сплавы.

Герой Социалистического Труда, лауреат Государственной премии СССР. Заслуженный деятель науки и техники РСФСР. Награждён орденами Красной Звезды, Ленина, золотой медалью Д.К. Чернова. Автор более 420 статей, 10 монографий.

В.М. Счастливцев.
Энциклопедия «Металлурги Урала». Екатеринбург, 2001.

Журнал

   
Ваше имя:  
Пароль:     
  запомнить меня
  Регистрация  Забыли пароль?

Бизнес-навигатор

   Меткомплекс
   Наука и образование
   Органы власти
   Отраслевые союзы
   Смежные отрасли


Атомстрой комплекс
ЛитМаш
ЗаводЭкоТехнологий
 
Отраслевая наука 


 
        ООО «УралИнфо»
   Телефон/факс: (343) 350 71 71
   г.Екатеринбург, ул.Мамина-Сибиряка, 58, офис 601        
            urm@urm.ru
пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ
«РЎСѓРјРјР° технологий» «Сумма технологий»
продвижение сайта