Аносов Павло Петрович
Видатний український гірничий інженер, науковець-металург, великий організатор гірничозаводської промисловості, дослідник природи Південного Уралу, томський губернатор
Вихованці Гірського кадетського корпусу здобували добру освіту: вони вивчали арифметику, алгебру, геометрію, маркшейдерську справу, мінералогію, металургію, малювання, хімію, механіку, фізику, французьку, німецьку та латинську мови. За Олександра I їх навчали музиці, танцям, фехтуванню, водили в Ермітаж, Кунсткамеру, Академію мистецтв. Багато часу відводилося практичним заняттям з хімії, фізики, промивання різних руд. У дворі навчального закладу було збудовано "рудник" з підземними ходами та виробками, а в його майстернях і на Санкт-Петербурзькому монетному дворі учні самі плавили метали. Колекції Гірського корпусу постійно поповнювалися новими уральськими та сибірськими мінералами, рідкісними самородками золота. Тут зберігалася малахітова брила, оцінена небувалою на той час сумою 425 тис. руб., а також знайдений на Нижньотагільській дачі платиновий самородок вагою 10 фунтів 54 золотника (4.33 кг). Серед зразків було чимало виробів та напівфабрикатів металургійного виробництва: ідеально рівне за товщиною листове залізо, бритви, столові прилади, предмети високохудожнього лиття.
Увага Аносова особливо привертала майстерно вироблену холодну зброю: тут було чимало черкеських і турецьких шабель, римських мечів із хитромудрим малюванням, виготовлених з рідкісних сортів сталі. Його вражали булатні шаблі з чудовими візерунками. На питання, яким чином вдавалося древнім майстрам виготовляти булатну зброю з візерунками, викладачі незмінно відповідали: "Секрет булата втрачено!" Майбутнього вченого та майстра не залишала думка розгадатийого, про це він думав ночами, читаючи книги про лицарів, озброєних булатною зброєю. Якось серед ночі, взявши свічку, він подався до вітрини, де були булатні клинки. Довго дивився на них і, опустившись у крісло, заснув. Прокинувся від шуму, здійманого служителем. Біля нього стояв інспектор класів. Вранці Аносову довелося відповідати перед директором корпусу А.Ф. Дерябіним. Той був людиною розважливою, поважав вихованців, а інспектору сказав: "Ми не можемо карати юнака. Він захоплений питанням, вирішення якого зробило б нашій країні честь".
У Златоустівський гірський округ входили тоді чавуноплавильні та залізоробні заводи: Златоустівський з фабрикою білої (холодної) зброї, Саткінський, Кусинський та Артинський, а також золоті Міаські копальні та недіючий Міаський мідеплавильний завод. Центром гірського округу був Золотоустівський завод на річці Ай, заснований 1754 р. тульським купцем-заводчиком Масоловим. У 1811 р. Золотоустовський заводське селище перейменували на місто Золотоуст.
Золотоустівська фабрика зброї виготовляла шаблі типу дамаських, відомі більше під назвою "турецькі". Аносов переконався, що якість цих шабель, вивезених зі Сходу, значно вища так званих дамаських, що вироблялися в Європі та на Золотоустівській збройовій фабриці, і дійшов висновку, що мистецтво їх виготовлення "складає досі загадку для вчених і художників Європи". Аносов шукає ключ до розгадки: вивчає зразки справжніх дамаських шабель, літературні джерела і приходить до думки, що незвичайна гострота східних шабель більшою мірою залежить від способів загартування, ніж від матеріалу, з якого вони виготовлені. Його припущення підтвердилося: досліди із загартування звичайних сталевих ножів у згущеному (стиснутому) повітрізаводського циліндричного хутра показали, що ці ножі стали гострішими за ті, які загартовувалися звичайним способом. Аналогічно Аносов зробив гарт кіс, вироблених на Артинській фабриці, і отримав такі самі результати: ці коси не тільки легко косили суху траву, але, за його повідомленням, і "березові кущі не могли протистояти гостроті леза їх". Способи загартування сталевих виробів у згущеному повітрі стали основою подальших досліджень Аносова з термічної обробки булатної (дамаської) сталі.
У 1831 р. Павла Петровича призначають директором фабрики зброї і одночасно покладають на нього обов'язки головного начальника заводів Золотоустівського гірничого округу. Перед ним відкриваються широкі можливості для проведення досліджень та дослідів щодо розкриття технологічних секретів булатної сталі. Дослідження, започатковані ним у 1828 р., тривали загалом 10 років і блискуче були завершені до кінця 1838 р.
На Златоустівській збройовій фабриці застосовувався старий, традиційний спосіб отримання зварювального заліза, в основі якого лежав процес переділу чавуну в сталь у кричних горнах з подальшою обробкою криць під молотами. Аносов відмовився від виробництва булату із зварювального заліза і створив при фабриці цех литої тигельної сталі, що мала великі переваги перед зварювальною. Причому спосіб виготовлення литої сталі із заздалегідь цементованого заліза шляхом навуглерожування його твердим вуглецем, що застосовувався на Заході та 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 та плавки у відкритому тиглі, розташованому в деревно-вугільному горні, внаслідок чого прискорювавсяпроцес проникнення (дифузії) вуглецю в розплавлений метал Такий спосіб виготовлення литої високовуглецевої сталі мав величезне наукове та практичне значення, він набув широкого поширення у вітчизняній та світовій промисловості.
Дослідження та 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 у металургії сталі. У процесі освоєння тигельного виробництва стали Аносов пройшов усі щаблі цієї новітньої технології. Для плавки литої сталі за новим способом він побудував на зброї фабриці особливий корпус, де знаходилися сконструйовані ним спеціальні камерні повітряні печі, які дозволяли досягати необхідної для розплавлення сталі температури.
В результаті виконаної роботи Павло Петрович вирішив дуже важливу для свого часу проблему виготовлення плавильних тиглів: вони повинні були мати високу вогнестійкість і міцність. Золотоустівський завод такі тиглі виписував із підприємств німецького містечка Пассау за дорогою ціною – 25 руб. за штуку. Перехід на дешевші вітчизняні тиглі був необхідний, бо в такий спосіб виправдовувалася економічна доцільність запропонованого Аносовим методу. Вогнестійкість пассауських тиглів визначалася наявністю графіту в глині, з якої вони виготовлялися. У Златоусті ж графіту не виявилося, і Аносов зі своїми помічниками розробив власний рецепт виготовлення вогнетривких тиглів. Тигельна суміш складалася з десяти частин вогнестійкої челябінської глини, п'яти частин потовчених в порошок вживаних і попередньо очищених від шлаку горщиків і п'яти частин деревно-вугільного сміття, просіяного крізь сито. Золотоустівські тиглі виявилися більш вогнестійкими, ніж пассауські, і обходилися лише 44 коп. за штуку. Для пресування тигельної суміші Аносов побудував спеціальний прес та мідну форму.
Ще в 1825 р. під час геологічних пошуків він виявив біля озера Великий Еланчак, за 15 верст від Міасса, родовища графіту. Пізніше графіт був випробуваний і виявився кращим від відомого кумберландського, який Золотоустівський завод набував в Англії. Завдяки зусиллям цього чудового та різнобічного спеціаліста у Златоустівському гірському окрузі були знайдені й інші родовища графіту.
Виплавлювана у вітчизняних тиглях за способом Аносова лита сталь відрізнялася високими властивостями і нічим не поступалася знаменитою англійською. З 1830 р. Золотоустівський завод розпочав широке виробництво литої тигельної сталі для вітчизняної промисловості. Вже 1833 р. завод отримав 1660 пудів литої сталі, а період із 1830 по 1836 р. виробив 4600 пудів. Більшість цього металу використовувалася місцевої збройової фабрикою для вироблення холодної зброї (м'яка сталь), але сталь прямувала також Артинський завод виготовлення кіс, інструментів, рапір (середня за твердістю). Великим попитом вона мала на знаменитому Нижегородському ярмарку, а Єкатеринбурзький монетний двір охоче купував її виготовлення чеканів і матриць.
Дорога до таємниць булату була тривалою та важкою. П.П. Аносов писав: "Чим більше я знайомився з гідністю зразків, тим більше переконувався, що перші успіхи мої нікчемні і що перехід від ледь помітного візерунка до такої крупності, яка помічається на дорогоцінних мечах. складає океан, який належало перепливати багато років, не чіпляючись до березі та піддаючись різним випадковостям". Алевін блискуче вирішив це завдання. Масштаби та оригінальність його робіт могли б зробити честь будь-якого дослідника наших днів, зайнятого розробкою абсолютно нової, загадкової проблеми. Дослідження Аносова за своєю суттю були новаторськими. При вивченні вихідних матеріалів та готових виробів він у 1831 р. застосував мікроскоп. У світовій науці про метали це був новий методологічний підхід. Відомий англійський вчений Генріх Сорбі застосував мікроскоп для вивчення мікроструктури сталі та залізних метеоритів лише у 1864 р.
Осягаючи таємниці булатних клинків, Аносов основну увагу приділяв особливостям малюнка різних сортах булатної сталі. Ретельні дослідження показали, що малюнок характеризує кристалічну будову металу - "кристалування", тобто пов'язаний з природою самого металу: "Зовнішні ознаки - суть наслідку хімічного складу та тих фізичних умов, які більш-менш сприяють прийняттю певного виду, даного природою кожному роду тел". На цій підставі Аносов виділив п'ять типів макроструктури сталі: смугастий, струїстий, хвилястий, сітчастий і колінчастий. Кращі за якістю -колінчастий та сітчастий; менш якісний булат мав смугастий вигляд, у якого "візерунок складається переважно з прямих, майже паралельних ліній".
П.П. Аносовим вперше було введено в практику та поширено поняття про макроструктуру як показник якості металу, а також обґрунтовано виявлення макроструктури травленням та застосування мікроскопа для вивчення макроструктури як методу дослідження. Тим самим він зробив величезний внесок у розвиток металознавства. Вчений вважав, що хімічний склад булатної сталі (і основна домішка – вуглець) є важливим фактором, що впливає на її властивості. Він також працював над проблемою впливу на властивостісталі різних присадок металів. Зважаючи на досліди М. Фарадея, який вивчав вплив на сталь платини та алюмінію, він вважав, проте, що "сплавлення сталі з платиною не могло принести істотної користі".
Результати своїх досліджень підтвердили цю думку. Аносов вивчав вплив марганцю, кремнію, хрому, титану, срібла, алюмінію та платини на якість булатної сталі і встановив, що кремній призводить до утворення в ній графіту, марганець підсилює волокнисту будову, хром підвищує твердість і покращує полірованість, срібло знижує окис. колір сталі. Фактично, П.П. Аносов - основоположник виробництва спеціальних сталей - титанових, марганцевих, хромистих та інших, у цьому він значно випередив своїх сучасників.
У своїй роботі "Про булати", у завершальній її частині, П.П. Аносов пише: "Закінчую твір надією, що скоро наші воїни озброяться булатними мечами, наші землероби будуть обробляти землю булатними знаряддями, наші ремісники виробляти свої вироби булатними інструментами; одним словом, я переконаний, що з поширенням способів приготування та обробки булатів вони вите всякого роду сталь, що вживається нині на приготування виробів, що вимагають особливої гостроти та стійкості. У 1836 р. він отримав привілей на винайдену ним литу сталь.
П.П. Аносов ще й основоположник якісної металургії в нашій країні, яка нині займає чільне місце у виробництві металевих матеріалів із заздалегідь заданими властивостями, з чим нерозривно пов'язаний прогрес машинобудування та нової техніки, розвиток металургійної промисловості.
За досягнення у галузі гірничо-металургійної промисловості, освоєння ресурсів Уралу та Сибіру П.П. Аносов 1825 р. бувобраний кореспондентом Вченого комітету з гірничої та соляної частини, заснованого в Санкт-Петербурзі, та членом Златоустівського гірничого вченого товариства. У 1844 р. він став членом-кореспондентом Казанського університету, а у 1846 р. його обрали почесним членом Харківського університету "за праці з удосконалення гірничозаводської частини". У цілому нині за праці " на користь вітчизняної гірничої промисловості " П.П. Аносов отримав чотири ордени.
Через чотири роки, 13 травня 1851 р., Павло Петрович помер в Омську під час службового відрядження. Там же його і поховали, і коштом його шанувальників на могилі встановили мармуровий пам'ятник і грати.
Збереглося кілька портретів великого металурга, один із найкращих відтворений у нашій статті. Життю та багатогранній науковій діяльності Павла Петровича присвячена книга І.С. Пєшкіна. Перше видання цієї біографічної повісті вийшло у серії "Життя чудових людей".
Вперше ідея про спорудження у Златоусті пам'ятника видатному українцеві висловлювалася у зв'язку зі 100-річчям від дня його народження, але здійснилася вона лише у 1949 р., коли відзначалася ювілейна дата – 150 років від дня народження П.П. Аносова. У проекті московських скульпторів А.П. Антропова та Н.Л. Штамма, архітектора Т.Л. Шульгіною в Златоусті було встановлено величну пам'ятку, відлиту з бронзи. На високому гранітному постаменті золотом вибито напис: "Великому українському 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 1954 р. Премію імені П.П. Аносова, що присуджується Президією Академії наук один раз на три роки за найкращу роботу в галузі металургіїсталі, металознавства та термічної обробки, одним із перших отримав у 1957 р. доктор технічних наук А.І. Скаков за роботу "Якість залізничних рейок", а 1996 р. нею були удостоєні доктора технічних наук А.А. Ільїн, О.М. Каблов (нині член-кореспондент РАН), К.Б. Кухаря за цикл робіт "Матеріалознавство конструкційних сплавів нового покоління на основі інтерметалевих сполук".