Уральские металлурги приближали Победу и удивляли в мирное время

09:59, 16 июля 2021

В материале, посвященном 100-летию вуза, рассказываем о школе обработки металлов давлением

Николай Красовский (слева) и Александр Поздеев (справа) внесли определяющий вклад в создание технологи обработки металлов давлением. Фото: архив МВК УрФУ.

Продолжаем серию публикаций, посвященных 100-летию университета. В этот раз расскажем об Уральской школе обработки металлов давлением (ОМД), одной из самых долгоживущих научных школ Уральского федерального университета.

Этот день мы приближали как могли

Не будь Уральской школы ОМД, возможно, Победа советского народа в Великой Отечественной войне наступила бы позже и с еще большими потерями. При активном участии основателя школы Акима Головина (1880-1949) разработана технология изготовления особо прочной броневой стали путем прокатки слитков на блюминге, большом прокатном стане. Эта технология, внедренная на Магнитогорском металлургическом комбинате, обеспечила производство и поставки бронетехники на фронт уже в самом начале войны.

Кроме того, под руководством Акима Головина на Ревдинском метизно-металлургическом заводе налажен выпуск высокопрочной электродной проволоки для сварочных работ, в которой остро нуждалось производство танков и самоходных орудий. Он же решил задачу обеспечения выпуска ружейных гильз и гильз артиллерийских снарядов. Наконец, Головин разработал технологию прокатки труб для минометных стволов.

Ученики Акима Головина Виктор Швейкин, Василий Смирнов и Иосиф Тарновский создали технологию прокатки малопластичного сплава в медной оболочке для восстановительной хирургии, способ получения снарядной заготовки при поперечной прокатке, а также способствовали получению ленты из сплава «инвар» для авиационных приборов.

Заслуги Акима Головина высоко оценило советское правительство: в годы войны он удостоен Сталинской премии, почетного звания «Заслуженный деятель науки и техники РСФСР», ордена Ленина — высшей государственной награды в Советском Союзе. Мемориальная доска с изображением Акима Головина украшает дом 68 по улице 8 Марта в Екатеринбурге: в этом здании выдающийся ученый жил с 1926-го по 1944 год. Высокая фигура Головина — на групповом портрете корифеев уральской науки в фойе главного корпуса УрФУ.

Ученый с мировым именем

Выпускник Санкт-Петербургского горного института, Аким Головин в 1916 году приехал на Урал, в управление Нижнетагильского горного округа. С 1923 года он преподавал в Уральском государственном университете (позже — УПИ), создал и возглавил кафедру прокатки, готовил специалистов для промышленности, восстанавливающейся после Гражданской войны, для строящихся индустриальных гигантов Урала и Сибири. В этот период специалистов по обработке металлов давлением для предприятий урало-сибирского региона готовили только на кафедре Головина (если в 1930-х годах кафедра ежегодно выпускала 15-20 инженеров, то к концу советского периода число возросло до 140).

«Аким Головин — ученый-энциклопедист, автор новаторской „энергетической“ теории обработки металлов давлением, описывающей течение металла в процессах прокатки и ковки. В основу своей первопроходческой в мировом масштабе теории Аким Филиппович поставил исследовательско-изобретательский подход и физическое моделирование прокатки и ковки металлов, калибровки валков прокатных станов. В середине 1930-х годов разработанная Головиным методология была изложена им в трехтомной монографии. Это было первое печатное издание по теории прокатки в нашей стране», — поясняет заведующий кафедрой обработки металлов давлением УрФУ Данил Шварц.

Опережая Запад

Со смертью Акима Головина и на последующие 20 лет кафедру возглавил Иосиф Тарновский. В середине 1950-х годов появились возможности изучать процессы обработки металлов давлением не только экспериментально, но и применяя математическое моделирование. Определяющий вклад в создание этих технологий, помимо Тарновского, внесли выдающиеся выпускники кафедры — в будущем академик АН СССР, Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и Государственной премий, обладатель Большой золотой медали Академии наук Николай Красовский и член-корреспондент Академии Александр Поздеев.

Именно Поздеев при поддержке Тарновского и Красовского впервые в мире разработал методику исследования неравномерности деформаций и кинематики течения металла при осадке и прокатке. Монография Поздеева и Тарновского с описанием этого метода — теории и экспериментов — издана в Оксфорде. В западной литературе подходы, разработанные в УПИ, названы методом верхней оценки. Впоследствии Александр Поздеев возглавил Институт механики сплошных сред Уральского научного центра АН СССР.

Еще одним достижением научной школы при Иосифе Тарновском стало исследование и описание общих закономерностей пластического трения при различных процессах обработки металлов давлением. Для этого создана специальная техника и измерительные приборы, проведены эксперименты, написана математическая модель.

«В начале 1960-х годов, значительно опережая западные аналоги, специалисты Уральской школы обработки металлов давлением разработали автоматизированные системы проектирования металлургических процессов, материалов и оборудования, процедур диагностики, планирования и контроля. Данные системы, основанные на использовании передовых управленческих теорий, математических моделей и информационных технологий, обобщили сотни параметров, весь накопленный исследовательский и производственный опыт, при этом позволив дополнять его новейшими научными и инженерными решениями и, таким образом, принимать оперативные решения на уровне человека-эксперта», — рассказывает Данил Шварц.

Распространение этих систем на производстве привело к существенному сокращению документооборота, значительной экономии времени, усовершенствованию проектно-конструкторской документации, повышению надежности производства, снижению количества поломок оборудования, расширению номенклатуры и улучшению качества выпускаемой продукции, наращиванию производительности.

Технологии прокатки, прессования, волочения, ковки, штамповки, методы прогнозирования поведения металлов и калибровки оборудования, разработанные Уральской школой ОМД, внедрены на крупнейших металлургических и машиностроительных предприятиях Советского Союза. Были получены не только авторские свидетельства СССР, но и патенты США, Германии, Чехословакии, Индии, Нигерии. Разработки свердловских ученых нашли практическое применение за рубежом. Кафедра подготовила десятки специалистов для Польши, Чехословакии, Венгрии, Румынии, Болгарии, Монголии, Китая, КНДР.

Полная версия статьи будет доступна в блоге Яндекс.Дзен.