КАФЕДРА МЕТАЛЛОГРАФИИ 1931-1998

В 1930 году на базе Московской горной академии было создано шесть самостоятельных высших учебных заведений: Институт стали, Институт цветных металлов и золота, горный, нефтяной, торфяной и геологоразведочный институты. Становление и рост самостоятельных институтов сопровождались как созданием новых учебных курсов, переоборудованием и оснащением лабораторий, уточнением планов и программ, так и организацией новых факультетов и кафедр. В соответствии с требованиями развивающегося металлургического производства страны в ряду первых, самых необходимых по наукоемкости из подразделений Московского института стали была учреждена под руководством Иосифа Львовича Миркина кафедра металлографии, которая вошла в состав физико-химического факультета с момента его образования в 1948 году.

С 1945 до 1974 года кафедрой металлографии руководил доктор технических наук, лауреат Государственной премии СССР, профессор Борис Григорьевич Лившиц.

Б.Г.Лившиц относится к тому типу преподавателей, чья педагогическая деятельность основана на результатах собственной научной работы. Научная работа Б.Г.Лившица началась в 30-е годы в лаборатории металлов завода АТЭ-1, а затем в организованном при его участии Институте прецизионных сплавов ЦНИИЧМ. Уже тогда он совмещал работу ученого-производственника с преподаванием во Всесоюзном электротехническом институте им. В.И.Ленина. В этот период он формулирует основы теоретических представлений о фазовых превращениях в высококоэрцитивных сплавах, проводит глубокий анализ термической обработки этих сплавов, а также связи их магнитных свойств с химическим составом. Результаты этих научных разработок нашли применение в промышленности в годы Великой Отечественной Войны, что отмечено присуждением Б.Г.Лившицу Государственной Премии СССР в 1946 году.

Существенный вклад внес Б.Г.Лившиц в исследование магнитно-мягких материалов, в том числе электротехнической стали, а также в изучение превращений на атомарном уровне (К-состояние) в сплавах с высоким электросопротивлением и жаропрочных.

Еще в 1930 году, будучи преподавателем кафедры металловедения и термической обработки, Б.Г Лившиц создает курс «Физические свойства металлов и сплавов», включающий лабораторный практикум, а в 1945 году им полностью переработан курс «Металлография». В 1956 году выходит учебник «Физические свойства металлов и сплавов», который дважды переиздается в СССР и становится настольной книгой не только для отечественных инженеров-металловедов, но и переводится зарубежными издательствами для специалистов Сербии, Болгарии, Испании и Китая. В 1956 году под редакцией Б.Г.Лившица и Е.И.Кондорского вышла в свет классическая монография Р.Бозорта «Ферромагнетизм» — фундаментальный труд по прикладному магнетизму. Обобщением собственных работ и обзором литературных данных явилась вышедшая в I960 году книга Б.Г.Лившица и В.С. Львова «Высококоэрцитивные сплавы на железо-никель-алюминиевой основе». В 1962 году был написан учебник «Металлография», который трижды переиздавался, каждый раз наполняясь свежей информацией, последним переработанным изданием 1990 года пользуются сегодняшние студенты. В общей сложности Б.Г.Лившиц опубликовал более 250 научных трудов и получил 11 авторских свидетельств.

В результате многолетней активной педагогической деятельности Б.Г.Лившицем подготовлено огромное количество инженеров — специалистов в области прецизионных сплавов, под его руководством десятки аспирантов и соискателей защитили кандидатские диссертации, многие из его учеников стали докторами наук.

Главной заботой коллектива все эти годы было развитие на кафедре материальной базы для учебного процесса. Основной груз по развитию лабораторного практикума несли на себе Б.И Кример, Е.В.Панченко, В.Н.Николаева и М.Я.Цвиллинг — прекрасные педагоги и лекторы, трудами которых в 1948-1952 годах был заново переработан лабораторный практикум и создан задачник по курсу «Металлография». Итогом этой работы было создание нескольких металлографических коллекций, цикла лабораторных работ по практической металлографии, включая экспертизные работы, и публикация с грифом «Учебник для ВУЗов» в издательстве «Металлургияз» коллективом авторов (Б.И.Кример, Е.В.Панченко, Л.А.Шишко, В.Н.Николаева, Ю.С.Авраамов) «Лабораторного практикума по металлографии и физическим свойствам металлов и сплавов».

Очень важной для развития материальной базы кафедры была установившаяся традиция, что каждый аспирант за время подготовки кандидатской диссертации создавал или совершенствовал хотя бы одну измерительную установку. Как правило, это было коллективным трудом руководителя, аспиранта и студентов, работавших в этом направлении в научном кружке кафедры. В качестве примера — уникальная установка по исследованию гальваномагнитных и гальваноэлектрических эффектов (аспирант Ю.С.Авраамов, ассистент В.И.Сумин и студенты Е.Шур В.Фомин); не менее уникальная установка для измерения микротермоэдс (доцент Е.В.Панченко и аспирант Е.М.Струк); емкостной дилатометр (А.В.Панов); вакуумные весы, позволяющие оценивать концентрацию вакансий в металлах и сплавах (аспирант О.П.Епанчинцев); установка для исследования внутреннего трения (И.Б.Кекало); установка по исследованию доменных структур в магнитомягких материалах в условиях наложения магнитных полей и упругих напряжений (И.Б.Кекало,В.Л.Столяров).

С организацией физико-химического факультета в 1948 году кафедра металлографии стала специальной, выпускающей инженеров по специальности «физика металлов» со специализацией «металловедение прецизионных сплавов». Поэтому Б.Г.Лившицем был подготовлен новый спецкурс «Металловедение прецизионных сплавов», который на протяжении семи лет читал он, а затем — Ю.С.Авраамов, а позже — В.И.Сумин и Б.А.Самарин. Для чтения разделов курса, посвященных технологии, привлекался авторитетный специалист в этой области директор Института прецизионных сплавов ЦНИИЧМ Д.И.Габриэлян.

С 1952 года одним из научных направлений кафедры становится исследование, так называемого «К-состояния». В 1955 году дипломником кафедры Молотиловым Б.В.(ныне — доктор технических наук действительный член РАЕН, директор ЦНИИЧермета) выполнена работа по исследованию процессов упорядочения в тройных сплавах. Сначала предполагалось, что искривление кривой ?(Т) в нихроме является некоторой аномалией, но в процессе исследований было показано, что это явление наблюдается в пермаллоях, легированных переходными металлами (аспирантка М.П.Равдель), и также у элинваров (И.И.Махуков, 1956 год). Наиболее результативными работами получились исследования систем Ni-Cr (Ш.Ш.Ибрагимов, 1955 г.) и Ni-Cr-Nb (Вань-Жунь и МЛ.Усиков, 1957 г.). Особенно хороша была работа Ю.С.Авраамова и В.Б.Освенского, в которой выдвинута идея упорядоченных кластеров. При исследовании упругих констант в сплавах типа нихром к этой идее вернулся Г.А.Рымашевский. Необходимо упомянуть также изучение жаропрочных сплавов типа нимоник (Ю.С.Авраамов, И.А.Беляцкая, Н.Н.Конаковская).

В начале 60-х годов я, вспоминает Б.Г.Лившиц, предложил применить метод внутреннего трения для исследования ферромагнетиков. Проблема внутреннего трения в ферромагнетиках представляла не только научный , но и практический интерес, так как магнитно-механическое затухание обуславливает высокий уровень демпфирования в ферромагнитных конструкционных материалах. Под руководством И.Б.Кекало были выполнены работы, которые позволили стать кафедре металлографии общепризнанным центром по указанной проблеме. Активное участие в становлении этого научного направления принимали: В.Л.Столяров, В.К.Потемкин, Л.П.Смирнова, А.М.Глушец, В.Моргнер (Германия), Я.Петшик (Польша), Х.-Б.Вильямс (Германия)Б.К.Шемонаев, И.С.Куракин. Следует отметить ряд теоретических работ (И.Б.Кекало, В.Л.Столяров), которые позволили с позиций доменного механизма объяснить большой массив экспериментальных данных по магнитомеханическому затуханию в ферромагнетиках, в том числе аморфных сплавах.

Более подробное исследование «распада» и «дораспада» в системе Fe-Ni-Al осуществилось в 1956-57 гг., когда аспирант В.С.Львов проделал скрупулезнейшую работу по электрохимическому разделению фаз сплавов Fe-Ni-Al на различных этапах распада твердого раствора. Исследовались разные режимы термообработки сплавов при таких условиях, которые были наиболее наглядны для выявления двухстадийности проходящего распада. Таким образом удалось непосредственно показать наличие в этих сплавах «распада» и «дораспада». Ю.А.Скаков на этих же сплавах, используя данные электронной микроскопии, обнаружил одномерную модуляцию состава, возникающую в результате распада твердого раствора.

В 1958г. под научным руководством Б.Г.Лившица начаты работы по проблеме получения кремнистой электротехнической стали с кубической и ребровой текстурами. На протяжении ряда лет ход своих исследований представители кафедры систематически докладывали на конференциях по металловедению электротехнических сталей, публиковали статьи в научных журналах. В результате полученные научные достижения приобрели обобщенный вид, хотя эксперименты проводились в основном на кремнистой стали, то есть фактически была создана научная школа по проблемам первичной, вторичной рекристаллизации и текстурообразованию. Над этой проблемой работали Ю.С.Авраамов, В.Ю.Новиков, Л.К.Фионова, Р.И.Малинина, А.Т.Канаев, Я.К.Кунаков, Н.М.Самарина, А.И.Гвоздев, В.И.Семенов, С.Л.Фролов, Л.Л.Рощина, М.А.Анисимова, Е.Н.Качанов, Г.Науман (аспирант из Германии), Р.Минчева (аспирантка из Болгарии).

Пять первых участников разработки этой проблемы защитили докторские диссертации. В работах Ю.С.Авраамова (ныне Президента Московского индустриального института) с аспирантами показана роль поверхностной энергии при формировании совершенной ребровой текстуры при вторичной рекристаллизации, разработаны и применены оригинальные методы определения поверхностной :энергии в зависимости от угла отклонения плоскостей (110), (100) и (111) от плоскости прокатки; oт температуры и атмосферы отжига. В.Ю.Новиков экспериментально подробно исследовал вторичную рекристаллизацию в кремнистой стали, затем провел компьютерное моделирование процесса, не связывая его с конкретным материалом, решив, таким образом более общие вопросы механизма вторичной рекристаллизации. На базе собственных экспериментальных и расчетных данных и анализа литературы по этому научному направлению он написал монографию «Вторичная рекристаллизация».

Л.К.Фионова (ныне — ведущий научный сотрудник ИФТТ РАН) защитила докторскую диссертацию по исследованию строения границ зерен в металлах.

Р.И.Малинина (ныне профессор кафедры), и аспиранты А.Т.Канаев (дыне заведующий кафедрой металловедения и термической обработки Карагандинского политехнического института), С.В.Минчева, М.В.Анисимова, Г.А.Нуждин показали, что для получения высоких анизотропных магнитных свойств в промышленной анизотропной электротехнической стали необходимо иметь до 60% плоскостной и кубической составляющих текстуры. В процессе работы над этой проблемой было получено 14 авторских свидетельств, часть из которых внедрена на Новолипецком металлургическом комбинате. Совместно с аспирантом С.В.Фроловым, разработаны теоретические основы влияния энергии упругой анизотропии на текстурообразование при первичной рекристаллизации в металлах и сплавах с кубической решеткой. Экспериментально влияние энергии упругой анизотропии впервые было показано аспиранткой профессора Р.В.Малининой — М.В.Анисимовой на электротехнической стали, а аспирантом С.Б.Кабановым на пермаллое 50НП, для которого были разработаны режимы термообработки под напряжением, способствующие получению совершенной кубической текстуры в лентах толщиной 0,1 мм. На эти разработки получено авторское свидетельство, которое было внедрено на заводе «Электросталь». В настоящее время в развитии этого научного направления проводятся исследования на кремнистой стали, полученной быстрой закалкой из жидкого состояния, а также изучается влияние обработки лазерным лучом на увеличение кубической составляющей текстуры.

В начале 60-годов на кафедре металлографии сформировалось новое научное направление, целью которого было выяснение роли направленного упорядочения в формировании не только магнитных, но и магнитоупругих свойств магнитно-мягких материалов (И.Б.Кекало, Б.Г.Лившиц). Импульсом этим исследованиям служило открытие нового магнитоупругого явления, которое авторы в первых своих работах назвали магнитно-диффузионным эффектом. Объясняется этот эффект в терминах взаимодействия границ доменов с атомами внедрения: атомы с течением времени занимают позиции в решетке, отвечающие минимуму энергии магнитного взаимодействия, уменьшая тем самым подвижность доменных границ и соответственно магнитомеханическую составляющую внутреннего трения. Теория стабилизации доменных границ вследствие направленного упорядочения, созданная ранее для объяснения магнитного последействия, была использована и для трактовки эффектов магнитоупругого последействия. В работах Б.Г.Лившица, И.Б.Кекало, М.Штефана (Венгрия), В.Л.Столярова, Я.Петшика (Польша), Л.П.Смирновой показана роль направленного упорядочения в формировании магнитных свойств в материалах на основе Fe-Ni и Fe-Si в частности его влияния на их температурно-временную стабильность.

На базе оригинальной установки, созданной для изучения такого магнитомеханического явления, как ?i?-эффект (В.Е.Тараничев, О.В.Немова), были выполнены работы, выявлены особенности деформационного намагничивания в аморфных сплавах с разным уровнем магнитострикции (В.Е.Тараничев, И.Б.Кекало, В.Ю.Введенский, О.В.Немова, Е.А.Шуваева)

В тесном сотрудничестве кафедры металлографии с научно-исследовательской лабораторией аморфных сплавов получены ответы на целый ряд вопросов, связанных со свойствами и атомной структурой аморфных магнитно-мягких сплавов, механизмом их кристаллизации при нагреве и развитием процессов структурной релаксации.

Под руководством Б.Г. Лившица велись работы по исследованию тонкой структуры пермаллоевых сплавов методами ядерного гамма — резонанса (старший преподаватель И.В.Сидаш, аспирант А.Г.Савченко).

Возникновение и развитие новых научных направлений: разработка и исследование новых материалов для постоянных магнитов; исследование структуро- и текстурообразования в трансформаторной стали; изучение магнитных и релаксационных процессов в магнитно-мягких материалах, включая аморфные материалы; — расширило рамки и программы специальных курсов по материаловедению прецизионных сплавов, а создавшийся на кафедре мощный научный коллектив, способный решать сложные задачи физического материаловедения прецизионных, в основном магнитных, материалов обеспечивает высокий уровень учебного процесса выпуском в издательстве МИСиС большого количество методических пособий, курсов лекций, описаний новых лабораторных работ.

Большой методический и организационный вклад внесла в эту работу И.А.Цыганова, которая долгое время была ученым секретарем кафедры.