КАК ЗАКАЛЯЛАСЬ СТАЛЬ

Член-корреспондент РАН, заведующий отделом материаловедения ИФМ УрО РАН Виктор Владимирович Сагарадзе известен как специалист в области металловедения, автор более 300 научных работ, из них 8 монографий, 30 авторских свидетельств и патентов. Ему принадлежат исследования по фазовым и структурным превращениям в металлах и сплавах при экстремальных внешних воздействиях и разработка оригинальных научных подходов к созданию высокопрочных конструкционных сталей с новыми функциональными свойствами. 

Виктор Владимирович — профессор УрФУ, председатель ГАК по специальности «Материаловедение в машиностроении», подготовил 16 кандидатов и три доктора наук. Он — член редколлегии журнала «Физика металлов и металловедение», «Металлофизика» (Украина), Международного координационного совета по физике прочности и пластичности, заместитель председателя Совета РАН по радиационной физике твердого тела. В.В. Сагарадзе — заслуженный деятель науки РФ, награжден медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени.

Виктор Владимирович — металловед потомственный. Его отец Владимир Спиридонович — известный специалист в области металловедения, кандидат технических наук, автор нескольких монографий, был начальником центральной лаборатории Уралвагонзавода, заведующим кафедрой в Нижнетагильском филиале Уральского политехнического института. Во время войны, в 1941 году семья Сагарадзе была эвакуирована вместе с танковым заводом из Харькова на Урал. Уралвагонзавод тогда в сжатые сроки наладил производство танков, и Владимир Спиридонович как специалист отвечал за технологию термообработки и свойства различных сталей. Будущий ученый родился в поезде во время бомбежки при эвакуации. Когда прибыли на место, Виктору было уже 28 дней. Местом рождения записали Нижний Тагил.

Ученый с благодарностью вспоминает своих школьных учителей. Тогда в школе работало много мужчин, они преподавали математику, физику, химию. Он и пять его одноклассников по совету Владимира Спиридоновича поступили в УПИ на специальность «металловедение», несмотря на высокий конкурс. Большинство из них стали докторами наук и руководителями производства. 

Для Виктора первым учителем и примером, конечно, был отец. И не только для него. Для всех членов семьи Сагарадзе характерно стремление к учебе. Все три его брата тоже окончили УПИ. Жена Людмила — учитель физики, они познакомились еще в школе. Сын Игорь — кандидат физико-математических наук, какое-то время работал в ИФМ, сейчас декан вечернего отделения Архитектурной академии. Дочь Ирина заведующая поликлиникой. Старший внук Георгий занимается программированием. 

Когда Виктор Владимирович в 1968 г. пришел работать в Институт физики металлов, его становление как ученого тоже проходило в окружении талантливых учителей. Научными руководителями начинающего металловеда были академик В.Д. Садовский и доктор технических наук К.А. Малышев. Константин Александрович молодежь часто похваливал. Виссарион Дмитриевич воспитывал больше критикой: мог и отчитать, и назвать удачный результат, который молодым казался прорывом, комариным писком. Но, по словам Виктора Владимировича, работа кипела, и многие важные научные результаты были получены в то «советское» время. Так «из огня да в полымя», в научных спорах с молодыми коллегами преимущественно из лаборатории физического металловедения (В.М. Счастливцевым, А.И. Уваровым, В.И. Зельдовичем, В.А. Тепловым, Н.Д. Земцовой, И.Г. Кабановой, В.А. Шабашовым, Л.Г. Коршуновым, А.Б. Кутьиным, А.В. Ожигановым и др.), в работе в две смены, во взаимодействии с великими металловедами молодой ученый «закалялся, как сталь».

В ИФМ В.В. Сагарадзе окончил аспирантуру и прошел путь от младшего научного сотрудника до заведующего лабораторией. В 1970 г. он защитил кандидатскую диссертацию по металловедению и докторскую (1980 г.) по физике твердого тела. Лабораторией механических свойств Виктор Владимирович руководит с 1982 г. по сей день. В 1984 В.В. Сагарадзе совместно со своим учителем К.А. Малышевым и А.И. Уваровым получил премию АН СССР им. П.П. Аносова. В 2006 и 2010 гг. ученый стал лауреатом премии УрО РАН им. академика В.Д. Садовского. С 2009 он заведует отделом материаловедения. 

Однако до прихода в ИФМ был еще один важный этап в жизни В.В. Сагарадзе. После окончания в 1963 г. Уральского политехнического института он пять лет работал на Уралвагонзаводе в Нижнем Тагиле сначала инженером, а затем — начальником лаборатории металловедения. По словам Виктора Владимировича, завод ему очень много дал в практическом плане. Приходилось разбираться с причинами поломок деталей, давать экспертные заключения. Тогда на заводе выполнялись заказы не только по производству танков и вагонов, но и создавались направляющие для запуска ракет, емкости для перевозки хладагентов для космических служб и так далее. Поэтому взаимосвязь структуры со свойствами была освоена не по учебникам, а на конкретных деталях из множества различных сталей.

Сегодня член-корреспон-дент РАН с ностальгией вспоминает начало своей научной деятельности на Уралвагонзаводе и в ИФМ. По его мнению, тогда были самые благоприятные времена для науки. Исследователи не отвлекались на многочисленные конкурсы и выбивание грантов, больше времени уделяли непосредственно исследованиям. Существующая сегодня система грантов, может быть, задумана неплохо, но Сагарадзе считает, что грантов должно быть меньше, а размер их больше, чтобы не распылять силы ученых на выполнение массы мелких тем, отнимая время от решения фундаментальных задач.

Основное направление научной деятельности В.В. Сагарадзе — исследование фазовых превращений при различных экстремальных внешних воздействиях: высокие и криогенные температуры, сильная пластическая деформация, облучение нейтронами, коррозионная среда, высокие давления и т.д. Если знать, какие структурно-фазовые превращения развиваются при эксплуатации деталей, можно разрабатывать стали, стойкие против истирания, коррозии, радиации. Результаты научной деятельности по аустениту обобщены в недавно вышедшей объемистой книге В.В. Сагарадзе и А.И. Уварова «Упрочнение и свойства аустенитных сталей» (2013).

У металловедов ИФМ были традиционно крепкие связи с заводами и ведущими отраслевыми институтами. Спад производства в 1990-е годы, конечно, на них отразился, но не разрушил полностью. В.В. Сагарадзе активно работает в области реакторного и «оборонного» материаловедения совместно с сотрудниками ВНИИНМ им. А.А. Бочвара (Москва), ЦНИИКМ «Прометей» (С.-Петербург), РФЯЦ ВНИИТФ (Снежинск). Виктор Владимирович совместно с коллегами из ИФМ разработал немагнитные высокопрочные стали, стойкие против распухания реакторные стали, упрочняемые нанооксидами и интерметаллидами. Созданы сплавы с регулируемым коэффициентом линейного расширения, цементуемые износостойкие немагнитные стали, конструкционные аустенитные стали для неферромагнитных дизелей и корпусов специальных немагнитных судов.

Немагнитный корпус подводной лодке нужен для того, чтобы ее было трудно обнаружить магнитными методами. Обычно для подводной лодки делается ферромагнитный корпус из высокопрочной стали. Сверху помещают размагничивающие катушки, снаружи находится второй корпус из немагнитной и малопрочной стали. И если сделать немагнитный корпус высокопрочным, то катушки и второй ферромагнитный корпус будут не нужны. С экономической точки зрения это очень выгодно. Эта задача актуальна и в XXI веке. В.В. Сагарадзе с коллективом продолжает исследования в этом направлении.

Совместно с Всероссийским НИИ неорганических материалов им ак. А.А. Бочвара в лаборатории механических свойств ИФМ создаются материалы нового поколения для реакторов на быстрых нейтронах, в частности, для БН-600 и БН-800 Белоярской атомной станции. Показана возможность резкого снижения радиационного распухания сталей в процессе нейтронного облучения в результате введения высокой плотности стоков точечных дефектов в виде межфазных границ «мартенсит — аустенит» или «интерметаллид — матрица». Разработаны составы и методы получения стойких против распухания аустенитных сталей с радиационно-индуцированным интерметаллидным старением, а также механически легированных жаропрочных реакторных сталей с оксидным упрочнением.

В последнее время Виктора Владимировича интересуют стали с эффектом памяти формы. Им разработаны основные научные принципы создания новых интеллектуальных высокопрочных материалов — марганцевых аустенитных сталей с карбидным старением, обладающих регулируемым эффектом памяти формы (ЭПФ). Из разработанных высокопрочных ЭПФ-сталей изготовлены оболочки цилиндрических снарядов с целью герметизации коррозионно-механических повреждений обсадных труб в нефтяных скважинах на различных глубинах. Выплавка и прокатка ЭПФ-сталей относительно дешевы и могут быть осуществлены в массовых количествах. В лаборатории работают над созданием муфт для безсварочного соединения труб.

Я не удержалась, чтобы не спросить Виктора Владимировича о булате. Сначала он подумал, что разговор пойдет о Булате Окуджаве, родители которого участвовали в строительстве Уралвагонзавода в Нижнем Тагиле и были репрессированы. И вспомнил, что Булат Окуджава тоже жил какое-то время в Тагиле. Комсомольцы пытались назвать улицу в городе его именем, но не получили разрешения от партийных властей.

Я пояснила, что речь идет о булатной стали. Легенды гласят, что секрет ее создания утерян. Могут ли сравниться с булатом современные стали?

Вот что ответил ученый:

— Булаты бывают разные, и есть несколько подходов к этой теме. Историей булатной стали занимались многие. У нас в ИФМ структурой булата интересовались академик В.М. Счастливцев и доктор технических наук Д.П. Родионов. Они знают об этом лучше. Но вообще считается, что булат состоит из обычной углеродистой стали (сплава железа с углеродом) и изготавливается специальной ковкой. Узоры на поверхности клинка можно получать за счет образования поверхностного мартенситного рельефа при охлаждении или непосредственно в результате травления металла в кислоте. Обычно сталь куют в высокотемпературной аустенитной фазе, а упрочняют с помощью превращения аустенита в низкотемпературную фазу — высокопрочный углеродистый мартенсит в процессе последующего охлаждения. Академик В.Д. Садовский считал, что изготовление булата имеет некоторое сходство с предложенной им высокотемпературной термомеханической обработкой (ВТМО), когда упрочнение достигается не только в результате мартенситного превращения, но и за счет передачи наклепа от аустенита мартенситу. Чтобы не было трещин, охлаждать сталь нужно со средней скоростью — лучше в масле, а не в воде. Как говорили специалисты Древнего Востока, лучшую закалку получает клинок, если его охлаждать в брюхе жирного раба. Конечно, сегодня имеются стали, намного превосходящие по свойствам булат. 

Виктор Владимирович, как и все наше поколение, родился в 20 веке, перешагнул в 21-й. Жизнь менялась на глазах благодаря научным открытиям, и, возможно, наши современники — свидетели самого быстрого развития науки. Поэтому разговор зашел о том, какие достижения в металловедении, физике и других науках за последние годы можно считать самыми значительными, прорывными. В.В. Сагарадзе считает, что в металловедении — это сплавы с памятью формы, которые впервые предложили советские ученые академик Г.В. Курдюмов и профессор Л.Г. Хандрос. В физике — высокотемпературная сверхпроводимость, а вообще в науке самые крупные достижения у биологов: такие, как стволовые клетки, расшифровка генома человека. И скорее всего, самые большие открытия будут в этой области, и, конечно, на стыке наук.

— Занимаемся. Сейчас многие работают над созданием нанокристаллического состояния. В.Д. Садовский стремился к размеру зерна в один микрон, сегодня стремятся к одной десятой микрона и меньше. Например, сильно деформируют металл и получают нужный результат. Мы же исследуем аномальные фазовые превращения при деформационном наноструктурировании сплавов. Наноразмерные структуры получаем за счет прямых и обратных внутренних фазовых превращений — это тема моей докторской диссертации (1980 г., задолго до «нанокристаллического бума»).

– Есть. Филателия. Рыбалка. Люблю собирать грибы и люблю внуков, их у меня трое.

— Тема довольно-таки объемная — история нашей страны. Самая старая марка — это первая марка России 1858 года. Достаточно редкая марка на конверте — это наиболее ценно. У меня есть конверты с марками от писем, прошедших почту и адресованных почти всем членам советского правительства: Н.А. Булганину, И.В. Сталину, К.Е.Ворошилову, К.А. Рыкову, Г.М. Маленкову, Л.П. Берия, Л.И. Брежневу. 

— Разная. Больше всего энтузиазма было у моих ровесников. Все, кто пришел в ИФМ в 60-е годы, стали как минимум докторами наук. В 70-е пришло много женщин. Они тоже в науке нужны — как правило, очень старательные и активные. Женский коллектив группы аустенитных сталей (Н.А. Терещенко, Е.И. Ануфриева, И.И. Косицына, Н.Л. Черненко) был награжден премией Ленинского комсомола. В 1990-е студенты в науку не стремились, у большинства была задача — получить диплом и устроиться на работу в банк. Сейчас среднее поколение ученых в ИФМ со специальностью «металловедение» и «металлофизика» практически отсутствует — из-за недавних мизерных зарплат и отсутствия перспективы специалисты ушли в другие сферы деятельности. Сегодня и в науке можно иметь достойную зарплату, но нужны хорошие специалисты с активной жизненной позицией. Сейчас в науку идут преимущественно дети научных работников и преподавателей вузов. Эти люди живут наукой, как и мы. И сегодня главная задача — успеть старшему поколению пенсионного возраста передать свои знания самым молодым.

— Будем надеяться.