Павло Аносов

Фотографія Павло Аносов (photo Pavel Anosov)

Pavel Anosov

  • День народження: 29.06.1797 року
  • Вік: 52 роки
  • Місце народження: Тверь, Росія
  • Дата смерті: 13.03.1851 року
  • Громадянство: Росія

Біографія

Увагу Аносова особливо приваблювало майстерно виготовлене холодну зброю: тут було чимало черкеських і турецьких шабель, римських мечів з хитромудрою малюванням, виготовлених з рідкісних сортів сталі. Його вражали булатні шаблі з чудовими візерунками. На питання, яким чином вдавалося стародавнім майстрам виготовляти булатное зброю з візерунками, викладачі незмінно відповідали: «Секрет булату було втрачено!» Майбутнього вченого і майстри не залишала думка розгадати його, про це він думав ночами, читаючи книги про лицарів, збройних булатным зброєю. Одного разу серед ночі, взявши свічку, він попрямував в зал до вітрини…

Один з перших учених Росії, Павло Петрович Аносов увійшов в історію науки і техніки як основоположник вчення про сталі і родоначальник високоякісної металургії. Йому належить пріоритет у відкритті втраченого колись секрету виробництва булатної сталі. Величезний внесок у розвиток гірничої справи, металургії (у тому числі литий і зварювальної сталі), металографії, золотодобича, геології і ряду інших науково-технічних напрямів і виробництв.

ТВОРЧИЙ ШЛЯХ П. П. АНОСОВА

Павло Петрович Аносов народився в 1799 р. (число і місяць не встановлені) в Санкт-Петербурзі в сім’ї колезького асесора. Батько його служив у Берг-колегії (згодом реорганізованої в Гірський департамент), з 1806 р. він радник Пермського гірничого управління. Невдовзі після переїзду на Урал батьки Аносова померли, дітей, в тому числі Павла, взяв на виховання дід по материнській лінії Л. Ф. Сабакиц — відомий російський механік, працював на Іжевському і Боткинском казенних заводах. В 1810 р. він визначив 11-річного Павла в санкт-петербурзький Гірничий кадетський корпус на «казенно-коштное місце». Цей навчальний заклад був заснований за указом Катерини II від 21 жовтня 1773 р. як Гірське училище, прирівняна до академіям і підвідомче Берг-колегії. У 1804 р. воно перетворено в Гірський кадетський корпус, а в 1833 р. — в інституті корпусу гірських інженерів. (Інтенсивно розвивається гірська промисловість на Уралі і в Сибіру відчувала потребу у висококваліфікованих кадрах.)

Вихованці Гірничого кадетського корпусу отримували хорошу освіту: вони вивчали арифметику, алгебру, геометрію, маркшейдерська справа, минералогию, металургію, малювання, хімію, механіку, фізику, французьку, німецьку і латинську мови. При Олександрі I їх навчали музиці, танцям, фехтуванню, водили в Ермітаж, Кунсткамеру, Академію мистецтв. Багато часу відводилося практичних занять з хімії, фізики, промиванні різних руд. У дворі навчального закладу був побудований «рудник» з підземними ходами і виробками, а у його майстернях і на Санкт-Петербурзькому монетному дворі учні самі плавили метали. Колекції Гірського корпусу постійно поповнювалися новими уральськими і сибірськими мінералами, рідкісними самородками золота. Тут зберігалася малахітова брила, оцінена небувалої за тим часом сумою 425 тис. руб., а також знайдений на Нижнетагильской дачі платиновий самородок вагою 10 фунтів 54 золотника (4.33 кг). Серед зразків було чимало виробів і напівфабрикатів металургійного виробництва: ідеально рівний по товщині листове залізо, бритви, столові прилади, предмети високохудожнього лиття.

Увагу Аносова особливо приваблювало майстерно виготовлене холодну зброю: тут було чимало черкеських і турецьких шабель, римських мечів з хитромудрою малюванням, виготовлених з рідкісних сортів сталі. Його вражали булатні шаблі з чудовими візерунками. На питання, яким чином вдавалося стародавнім майстрам виготовляти булатное зброю з візерунками, викладачі незмінно відповідали: «Секрет булату було втрачено!» Майбутнього вченого і майстри не залишала думка розгадати його, про це він думав ночами, читаючи книги про лицарів, збройних булатным зброєю. Одного разу серед ночі, взявши свічку, він попрямував в зал до вітрини, де перебували булатні клинки. Довго дивився на них і, опустившись у крісло, заснув. Прокинувся від шуму, піднятого служителем. Біля нього стояв інспектор класів. Вранці Аносову довелося тримати відповідь перед директором корпусу А. Ф. Дерябиным. Той був людиною розсудливим, поважав вихованців, а інспектору сказав: «Ми не можемо карати хлопця. Він захоплений питанням, вирішення якого зробило б нашій країні честь».

Навчався Аносов легко, був у першій п’ятірці кращих учнів. У нього вистачало часу на заняття в наукових кабінетах, на читання і гри, він захоплювався також малюванням, брав участь в аматорських виставах, де п’єси ставилися на іноземних мовах. У жовтні 1816 р. Аносова виробили в унтер-офіцери, а в 1817 р. він з відзнакою закінчив навчання і був випущений з Гірського кадетського корпусу практикантом на дійсну службу. За успіхи, «надані їм при випробуваннях», його було нагороджено Великою золотою і Срібною медалями, книгами, эстампами. Нагородження Великою золотою медаллю супроводжувалося видачею 500 руб. «на обзаведення». Його першим придбанням став мікроскоп. Павло, звичайно, знав, що його великий співвітчизник М. В. Ломоносов для своїх хімічних досліджень вперше застосував мікроскоп, і, передбачаючи характер своєї роботи, обзавівся таким же приладом.

У листопаді 1817 р. П. П. Аносов був спрямований на заводи Златоустівського гірського округу (Південний Урал) — там йому належало виконати дипломну роботу. По положенню того часу вихованці Гірничого кадетського корпусу випускалися «не прямо на дійсну службу офіцерськими чинами, як було раніше, але зі званням практикантів. У цьому званні вони повинні були залишатися два роки, вживаючи цей час на оглядання рудників та заводів і для привчання себе до службового порядку». Лише після звітів по дипломній роботі практикантів зараховували на постійну службу. Результати своїх спостережень випускник узагальнив у дипломної роботі «Систематичний опис гірничого та заводського виробництва Златоустівського збройового заводу, складене практикантом П. Аносовым, 1819 року».

У Zlatoust гірничий округ входили тоді чугуноплавильные та залізоробні заводи: Zlatoust з фабрикою білого (холодної) зброї, Саткинский, Кусинский і Артинский, а також Миасские золоті копальні і недіючий Міасскій мідеплавильний завод. Центром гірського округу був Златоустівський завод на річці Ай, заснований в 1754 р. тульським купцем-заводчиком Масоловым. У 1811 р. Zlatoust заводське селище перейменували в місто Златоуст.

У 1819 р. Павла Петровича призначили наглядачем Златоустівській збройової фабрики «по відділенню прикрашеного зброї», де він одразу ж взявся за вдосконалення виробництва. Перше його нововведення — створення більш ефективних циліндричних повітродувних міхів. Плідна діяльність молодого фахівця звернула на себе увагу Департаменту гірських і соляних справ: у 1824 р. його призначають управителем збройової фабрики, а з 1829 р. він уже помічник директора фабрики. З цього часу починаються його систематичні дослідження в галузі металургії, публікуються наукові праці з геології Південного Уралу і з термічної обробки сталі. У 1826 р. виходить його праця «Геогностичні спостереження над Уральськими горами, що лежать в окрузі Златоустовских заводів», потім дві роботи по термічної обробки сталі: «Опис нового способу загартування сталі в згущеному повітрі» (1827) і «Про дослідах загартування сталевих речей у згущеному повітрі, вироблених в 1828 і 1829 рр.» і стаття «Про уральському корунді» (1829).

Златоустівська збройова фабрика виготовляла шаблі типу дамаських, відомі більше під назвою «турецькі». Аносов переконався, що якість цих шабель, вивезених зі Сходу, значно вище так званих дамаських, які виготовлялися в Європі і на Златоустівській збройової фабриці, і прийшов до висновку, що мистецтво їх виготовлення «становить по цей час незрозумілим для вчених і художників Європи». Аносов шукає ключ до розгадки: вивчає зразки справжніх дамаських шабель, літературні джерела і приходить до думки, що надзвичайна гострота східних шабель більшою мірою залежить від способів загартування, ніж від матеріалу, з якого вони виготовлені. Його припущення підтвердилось: досліди по загартуванню звичайних сталевих ножів у згущеному (стислому) повітрі заводських циліндричних хутра показали, що ці ножі стали гостріше тих, які закаливались звичайним способом. Аналогічним чином Аносов справив загартування кос, вироблених на Артинской фабриці, і отримав такі результати: ці коси не тільки легко косили суху траву, але, за його повідомленням, «березові кущі не могли протистояти гостротою леза їх». Способи загартування сталевих виробів у згущеному повітрі з’явилися основою подальших досліджень Аносова по термічній обробці булатної (дамаської) стали.

У 1831 р. Павла Петровича призначають директором збройової фабрики і одночасно покладають на нього обов’язки начальника головного заводів Златоустівського гірничого округу. Перед ним відкриваються широкі можливості для проведення досліджень і дослідів з розкриття технологічних секретів булатної сталі. Дослідження, розпочаті ним у 1828 р., тривали в цілому 10 років і блискуче були завершені до кінця 1838 р.

На Златоустівській збройової фабриці застосовувався старий, традиційний спосіб одержання зварювального заліза, в основі якого лежав процес переділу чавуну в сталь в кричных горнах з подальшою обробкою криц під молотами. Аносов відмовився від виробництва булату з зварювального заліза і створив при фабриці цех тигельної литої сталі, мала великі переваги перед зварювальної. Причому спосіб виготовлення литої сталі з попередньо цементованого заліза шляхом навуглерожування його твердим вуглецем, що застосовувався на Заході і на деяких вітчизняних заводах, Аносов замінив своїм, абсолютно новим прийомом — науглероживанием заліза в газовому середовищі, що містить окис і двоокис вуглецю. Виробничий процес при цьому полягав у поєднанні цементації і плавки у відкритому тиглі, розташованому в кам’яно-вугільному горні, в результаті чого прискорювався процес проникнення (дифузії) вуглецю в розплавлений метал. Такий спосіб виготовлення литий високовуглецевої сталі мав величезне наукове і практичне значення, він отримав широке поширення у вітчизняній і світовій промисловості.

Дослідження і експерименти вченого-металурга дозволили науково обґрунтувати процеси хіміко-термічної обробки сталі при газовій цементації рідкого металу. Завдяки багатьом своїм техніко-економічним перевагам газова цементація досі широко застосовується в металургії сталі. В процесі освоєння тигельного виробництва сталі Аносов пройшов усі щаблі цієї новітньої технології. Для плавки литої сталі за новим способом він побудував на збройовій фабриці особливий корпус, де були сконструйовані їм спеціальні камерні повітряні печі, які дозволяли досягати необхідної для розплавлення стали температури.

В результаті виконаної роботи Павло Петрович вирішив дуже важливу для свого часу проблему виготовлення плавильних тиглів: вони повинні були володіти високою вогнестійкістю і міцністю. Златоустівський завод такі тиглі виписував з підприємств німецького містечка Пассау за дорогою ціною — 25 руб. за штуку. Перехід на більш дешеві вітчизняні тиглі був принципово необхідний, бо таким чином виправдовувалася економічна доцільність запропонованого Аносовым способу. Вогнестійкість пассауских тиглів визначалася наявністю графіту в глині, з якої вони проводилися. У Златоусті ж графіту не виявилося, і Аносов зі своїми помічниками розробив власний рецепт виготовлення вогнетривких тиглів. Тигельна суміш складалася з десяти частин вогнестійкою челябінської глини, п’яти частин стовчених в порошок колишніх у вживанні і попередньо очищених від шлаку горщиків і п’яти частин деревно-вугільного сміття, просіяного крізь сито. Златоустівської тиглі виявилися більш вогнестійкими, ніж пассауские, і обходилися всього в 44 коп. за штуку. Для прессованиятигельной суміші Аносов побудував спеціальний прес і мідну форму.

Ще в 1825 р. під час геологічних пошуків він знайшов біля озера Великий Еланчак, в 15 верстах від Міаса, родовища графіту. Пізніше графіт був випробуваний і виявився краще відомого кумберландского, який Златоустівський завод купував в Англії. Завдяки зусиллям цього чудового і різнобічного фахівця в Златоустівській гірському окрузі були знайдені й інші родовища графіту.

Виплавляється у вітчизняних тиглях за способом Аносова лита сталь відрізнялася високими властивостями і нічим не поступалася знаменитої англійської. З 1830 р. Златоустівський завод приступив до широкого виробництва литого тигельної стали для вітчизняної промисловості. Вже в 1833 р. завод отримав 1660 пудів литої сталі, а за період з 1830 по 1836 р. виробив 4600 пудів. Більша частина цього металу використовувалася місцевої збройовою фабрикою з виробництва холодної зброї (м’яка сталь), але сталь спрямовувалася також на Артинский завод для виготовлення кос, інструментів, рапір (середня по твердості). Великим попитом вона користувалася на знаменитій Нижегородській ярмарці, а Єкатеринбурзький монетний двір охоче купував її для виготовлення чеканов та матриць.

Аносов удосконалював технологію виготовлення литий тигельної стали протягом восьми років, одночасно займаючись розробкою способів отримання булатної сталі. Це був єдиний процес: дослідження, пов’язані з отриманням литої сталі, підвели його впритул до розгадки секрету булата. Підсумки багаторічної роботи з литим сталі Павло Петрович узагальнив в опублікованій «Гірським журналом» у 1837 р. роботі «Про приготуванні литої сталі», а в 1841 р. там же було надруковано його працю «О булатах». Ця класична робота отримала широку популярність і була перекладена на іноземні мови.

Дорога до таємниць булату була тривалою і важкою. П. П. Аносов писав: «Чим більше я знайомився з гідністю зразків, тим більше переконувався, що перші успіхи мої нікчемні і що перехід від ледве примітного візерунка до такої величини, яка помічається на дорогоцінних клинках. складає океан, який треба було перепливати багато років, не пристаючи до берега і піддаючись різним випадковостям». Але він блискуче вирішив цю задачу. Масштаби і оригінальність його робіт могли б зробити честь будь-якому досліднику наших днів, зайнятого розробкою абсолютно новою, загадкової проблеми. Дослідження Аносова за своєю суттю були новаторськими. При вивченні вихідних матеріалів і готових виробів він у 1831 р. застосував мікроскоп. У світовій науці про металах це був зовсім новий методологічний підхід. Відомий англійський вчений Генріх Сорби застосував мікроскоп для вивчення мікроструктури сталі і залізних метеоритів лише в 1864 р.

Осягаючи таємниці булатних клинків, Аносов основну увагу приділяв особливостям малюнка в різних сортах булатної сталі. Ретельні дослідження показали, що малюнок характеризує кристалічна будова металу — «кристаллование», тобто пов’язаний з природою самого металу: «Зовнішні ознаки — суть слідства хімічного складу і тих фізичних умов, які більш або менш сприяють до прийняття певного виду, даного природою кожному роду тіл». На цій підставі Аносов виділив п’ять типів макроструктури стали: полосатий, струистый, хвилястий, сітчастий і колінчастий. Найкращі за якістю -колінчастий і сітчастий; менш якісний булат мав смугастий вигляд, у якого «візерунок складається переважно з прямих, майже паралельних ліній».

П. П. Аносовым вперше було введено в практику і поширене поняття про макроструктурі як про показник якості металу, а також обґрунтовано виявлення макроструктури травленням і застосування мікроскопа для вивчення макроструктури як методу дослідження. Тим самим він вніс величезний внесок у розвиток металознавства. Вчений вважав, що хімічний склад булатної сталі (і основна домішка — вуглець) є важливим чинником, що впливає на її властивості. Він працював також над проблемою впливу на властивості сталі різних присадок металів. Беручи до уваги досліди М. Фарадея, який вивчав вплив на сталь платини і алюмінію, він вважав, проте, що «сплавлення сталі з платиною не могло принести істотної користі».

Результати власних досліджень підтвердили цю точку зору. Аносов вивчав вплив марганцю, кремнію, хрому, титану, срібла, алюмінію і платини на якість булатної сталі і встановив, що кремній призводить до утворення в ній графіту, марганець посилює волокнисту будову, хром підвищує твердість і покращує поліруемость, срібло знижує окислюваність, золото змінює колір сталі. По суті, П. П. Аносов — зачинатель виробництва спеціальних сталей — титанових, марганцевих, хромистих та інших, в цьому він значно випередив своїх сучасників.

У 1837 р. з виплавленого булата Павло Петрович виготовив перший клинок. З цього часу на Златоустівській фабриці почалося масове виробництво булатних мечів та шашок. Кілька їх примірників відіслали в Санкт-Петербург, де вони справили величезне враження. Про успіхи Аносова доповіли імператору. 20 січня 1837 р. головнокомандувач корпусом гірських інженерів оголосив «задоволення царя за піднесені перші зразки російського булату» (дві шаблі і одну «черкесскую» шашку). Одну з шабель піднесли великому князю Михайлу Павловичу. Згодом її передали в Ермітаж, де вона знаходиться і зараз.

У своїй праці «О булатах», в завершальній частині П. П. Аносов пише: «Оканчиваю твір надією, що незабаром наші воїни озброяться булатнимі мечами, наші землероби будуть обробляти землю булатнимі знаряддям, наші ремісники виробляти свої вироби булатнимі інструментами; одним словом, я переконаний, що з розповсюдженням способів приготування і обробки булатів вони витіснять із вживання всякого роду сталь, уживану нині на приготування виробів, що вимагають особливої гостроти та стійкості». У 1836 р. він отримав привілей на винайдену ним литу сталь.

Працюючи над створенням булатов, выковывая свої знамениті клинки, П. П. Аносов заклав основи науки про сталі. Він залишив після себе плеяду талановитих металургів, успішно продовжили його справу. Серед них А. С. Лавров, який відкрив найважливіші закони ліквації сталі; Н.В. Калакуцкий — творець теорії визначення внутрішніх напружень в металі; А. А. Знос-ков — організатор мартенівської плавки сталі; П. М. Обухів — першовідкривач методу масового виробництва сталі високої якості; Д. К. Чернов — видатний вчений у галузі металургії, металознавства, термічної обробки металів, першовідкривач критичних температур, пов’язаних з фазовими перетвореннями сталі при її температурній обробці (точки Чернова).

П. П. Аносов ще й основоположник якісної металургії в нашій країні, яка в даний час займає чільне місце у виробництві металевих матеріалів з наперед заданими властивостями, з чим нерозривно пов’язаний прогрес машинобудування і нової техніки, розвиток металургійної промисловості.

За досягнення в галузі гірничо-металургійної промисловості, освоєння ресурсів Уралу і Сибіру П. П. Аносов в 1825 р. був обраний кореспондентом Вченого комітету по гірській і соляної частини, заснованого в Санкт-Петербурзі, і членом Златоустівського гірничого вченого товариства. У 1844 р. він став членом-кореспондентом Казанського університету, а в 1846 р. його обрали почесним членом Харківського університету «за труди по удосконаленню гірничозаводської частини». В цілому за труди «на користь вітчизняної гірничої промисловості» П. П. Аносов отримав чотири ордени.

У січні 1834 р. Павлу Петровичу присвоєно звання полковника корпусу гірських інженерів. В тому ж році їм були виявлені багаті золотовмісні піски, на родовищі яких незабаром побудували відомий Андріївський рудник. Він розробляє спосіб плавки золотоносних пісків в тиглях, домні і шахтної медеплавильной печі, а в 1838 р. на Атлянском руднику будується перший золотопромывальный верстат Аносова — «самохідка».

1839 рік у творчому житті Аносова був винятково плідним: Московське товариство сільського господарства нагороджує його золотою медаллю за вдосконалення виробництва кос на Златоустовских заводах, Департамент гірських і соляних справ — відзнакою за 20 років служби, премією в 2 тис. руб. сріблом за заощадження на заводах 180 тис. руб. і за збільшення промивки золота. Крім того, йому оголошено подяку «за успішне поліпшення сталевих виробів» і опублікований указ про вжиття на інструменти збройових заводів литої сталі, виготовленої за способом Аносова.

У наступні роки Павло Петрович, вже в чині генерал-майора Корпусу гірських інженерів, проводить успішні роботи з відшукання родовищ графіту, удосконалює золотопромывальные машини і навіть винаходить нову, влаштовану на Миасских золотих промислах, будує на Златоустовских заводах шість залізниць і чавунних під’їзних доріг, закінчує проект з удосконалення відділення кричных молотов на фабриці. На початку 1847 р. його призначають Томським цивільним губернатором і головним начальником Алтайських гірських заводів.

Через чотири роки, 13 травня 1851 р., Павло Петрович помер в Омську під час службового відрядження. Там його і поховали, і на кошти шанувальників на могилі встановили мармуровий пам’ятник і грати.

Збереглося кілька портретів великого металурга, один з кращих відтворений в нашій статті. Життя і багатогранній науковій діяльності Павла Петровича присвячена книга В. С. Пешкина. Перше видання цієї біографічної повісті вийшло в серії «Життя чудових людей».

Вперше ідея про спорудження в Златоусті пам’ятника видатному росіянину висловлювалася у зв’язку зі 100-річчям з дня його народження, але вона здійснилася тільки в 1949 р., коли відзначалася ювілейна дата — 150 років від дня народження П. П. Аносова. За проектом московських скульпторів А. П. Антропова та Н.Л. Штами, архітектора Т. Л. Шульгіної в Златоусті був встановлений величний пам’ятник, відлитий з бронзи. На високому гранітному постаменті золотом викарбовано напис: «Великому російському металургу Павлу Петровичу Аносову». Тоді ж Рада Міністрів СРСР доручила Президії Академії наук випустити у світ спеціальне видання праць вченого та заснувати в системі академії премію його імені. Зібрання творів П. П. Аносова було видано в 1954 р. Премію імені П. П. Аносова, що присуджується Президією Академії наук один раз у три роки за кращу роботу в галузі металургії сталі, металознавства і термічної обробки, одним з перших отримав у 1957 р. доктор технічних наук А. В. Скаков за роботу «Якість залізничних рейок», а в 1996 р. нею були удостоєні доктора технічних наук А. А. Ільїн, Е. Н. Каблов (нині член-кореспондент РАН), К. Б. Поварова за цикл робіт «Матеріалознавство конструкційних сплавів нового покоління на основі інтерметалічних сполук».

200-річчя з дня народження П. П. Аносова широко відзначалося в Златоусті. 27 жовтня 1999 р. у Москві в Політехнічному музеї відбулися «Політехнічні читання, присвячені 200-річчю з дня народження П. П. Аносова і 160-річчю з дня народження Д. К. Чернова» і була розгорнута експозиція, де демонструвалися рідкісні документальні матеріали про їх життя і діяльності. Ювілейні заходи тривали до кінця року.