История развития цивилизации неразрывно связана с освоением и обработкой металлов. Появление орудий из металла способствовали не только техническому прогрессу (в земледелии, строительстве, ремеслах), но и социальному — образование первых государств совпадает с началом бронзового века.
С металлом первобытный человек познакомился несколько тысячелетий тому назад. Имеются сведения, что примерно за 92 века до н.э. народности населявшие Анатолию (азиатскую часть современной Турции), употребляли медь, найденную в самородном виде. Золотые изделия появились примерно за 60 веков до н.э., а изделия из метеоритного железа — примерно в 30 в. до н.э.
Несмотря на то, что человек начал обрабатывать металл за несколько тысячелетий до н.э., только начиная с XVIII века началось осмысленное изучение всего того, что накопило человечество за это время.
Часть 1
Металлообработка в древнем мире.
Термин «Древний мир» принят для обозначения наиболее ранних культур и цивилизаций мира, оказавших сильное влияние на развитие духовной и материальной культуры, технического прогресса, имевших в конечном итоге решающее значение для развития человечества в последующие эпохи.
Древний Египет
Современная наука доказала, что металлообработка появилась в Египте около 7000 лет до н.э. Уже в конце 4000 — начале 3000-х гг. до н.э. из золота изготавливались проволочные и литые браслеты, рукоятки ножей, статуэтки, пенторами.
С выплавкой меди из оксидных руд египетские металлурги были знакомы около 5000 лет до н.э. Изделия имели небольшие размеры и малую прочность.
Наиболее древним образцом бронзового египетского литья является топор с прокованным лезвием, относящийся к 4000-м гг. до н.э. Для изготовления первых литейных форм применялись глина и камень мягких пород, которыми богаты недра Египта.
Представления о металлообработке в древнем Египте дают росписи гробниц. В Гизе сохранились настенные изображения сцены выплавки бронзы. Четыре металлурга с помощью сделанных из папируса трубок раздувают пламя в горне под тиглем.
В Древнем Египте получило развитие бронзовое ситуарное литье. Небольшие по размерам статуэтки оставались цельными, крупные — полыми, с применением техники литья по восковым моделям.
Помимо меди, золота и серебра использовали свинец, месторождения которого имелись на территории Египта.
Древняя Индия
На территории Индии люди познакомились с металлами приблизительно в то же время, что в Древнем Египте. Наиболее популярный вид металлообработки — литье достигло особенно высокого уровня в середине III тысячелетия до н.э. Археологи обнаружили значительное количество бронзовых изделий: топоры, серпы, кинжалы, бритвы, наконечники стрел, зеркала и др. Для их изготовления применялись медь, свинец, серебро, золото и сплавы этих металлов. Для изготовления мотыг литейщики применяли стержни с целью получения отливок с отверстиями.
Развитию стандартного бронзового литья культового характера на территории Индии во многом способствовало зарождение и распространение в IV в. до н.э. буддизма. Косвенным подтверждением популярности буддизма является большое количество каменных и металлических скульптурных изображений Будды различных размеров. Например, в V в. до н.э. была отлита из бронзы статуя Будды высотой 2,25 м, массой свыше 2 тонн.
Древний Китай
Древний Китай является регионом, важным по значимости для развития металлообработки в Азии. На рубеже 3000-2000 гг. до н.э. на территории Китая была известна бронза, из которой отливали орудия труда и оружие -серпы, мотыги, лопаты, топоры, кинжалы, ножи и т.п.
Поверхность многих изделий украшена горельефами — изображениями анималистических, растительных и геометрических мотивов, свидетельствующих о глубокой самобытности китайской культуры и искусства.
VII век до н.э. знаменуется великим китайским изобретением в металлообработке. Здесь стали выплавлять чугун, давший название этому сплаву и на русском языке. Одним из наиболее ранних примеров чугунного литья, представляющих интерес с точки зрения декоративно-прикладного искусства, дизайна, металлообработки, а также права и юриспруденции, является сосуд, датированный 513 г. до н.э., на внешних стенках которого литой рельефный иероглифической надписью изложены свод законов и текст своеобразного духовного кодекса того времени.
В 523 г. до н.э. в Китае начинают отливать монеты с отверстиями посредине для их нанизывания в связки. Этот способ литья для изготовления монет сохранился вплоть до 1911 г.
Древний Кавказ
Кавказ — один из регионов, где еще в древние времена развивалась обработка металлов. Недра Центрального Кавказа богаты рудами, содержащими медь, цинк, свинец, мышьяк, сурьму, применяемых в металлургии с давних времен. О наличии на территории Кавказа литейного производства свидетельствуют обнаруженные на местах древних поселений останки плавильных печей, тигли, сопла, шлаки, бронзовые слитки, литейные формы. Найденные археологами бронзовые изделия кавказских металлургов известны далеко за пределами региона. Уже на заре бронзового века Кавказ был крупным и важным регионом древнего мира по металлообработке, снабжавшим изделиями из металла соседние земли.
В III тысячелетие до н.э. в Закавказье по восковым моделям отливались декоративные рукоятки кинжалов, навершия копий, украшения. При изготовлении длинных кинжалов и мечей выкованный клинок вставляли в восковую модель рукоятки, по которой изготавливалась глиняная форма. Затем ее сушили, выплавляли воск, обжигали форму и заливали в нее металл. Кинжалы, изготовленные таким способом, являются специфическими изделиями, характерными для Кавказско-Переднеазиатского региона. На территории Армении в период существования государства Урарту по восковым моделям в глиняных формах отливали подлокотники тронов и кресел, статуэтки божеств в виде фантастических полулюдей — полузверей, парадное оружие.
Всемирно известные великолепные бронзовые предметы, датируемые серединой II тыс. до н.э. представляют родственные кобанскую и колхидскую культуры Северной Осетии и Абхазии. Судя по качеству отливок, по богатому ассортименту отливаемых по восковым моделям изделий, металлообработка здесь достигла высокого художественно — эстетического и технического уровня. Этому свидетельство литые поясные пряжки с геометрическим рельефным декором, инкрустированные вставками из железа, подвески, булавки с объемными зооморфными головками в виде фигурок горных козлов, баранов, оленей, собак и др. Ритуальную посуду представляют ритоны (сосуды в виде рога), украшенные в основном объемными скульптурными фигурами или головами козлов с большими винтообразными рогами. Древние металлурги Кавказа помимо мышьяковистых бронз изготавливали много отливок из оловянистых бронз, а также из более сложных сплавов меди, в частности содержащих олово, мышьяк, сурьму, свинец, цинк. Добавка олова изменяет цветовой тон бронз в тональной градации от золотистого (10 % Sn) к красному (16 % Sn), желтому (20% Sn) и белому (33 % Sn). Это использовалось в качестве средства выразительности при изготовлении ювелирных украшений или предметов культового назначения металла. По восковым моделям преимущественно отливались изделия сложной формы.
Юговосточная Европа
Ранняя культура обработки меди и драгоценных металлов на территории юговосточной Европы представлена несравненно беднее, чем в рассматриваемых выше регионах.
На раннем этапе развития металлургии здесь пользовались самородной медью, из которой способом ковки изготавливали орудия и инструменты небольших размеров. В IV веке до н.э. уже начали изготавливать отливки в открытые и закрытые формы. Таким способом отливали топоры, заготовки для кузнечных работ, наконечники для стрел, украшения.
На территории Украины бронзовый век начинается со второй половины III тыс. до н.э. Развитие металлообработки способствовало появлению более совершенных орудий труда из бронзы: топоров, мотыг, кельтов.
Древняя Греция
Искусство античной Греции занимает особое место в мировой культуре. Произведения греческих мастеров и ремесленников глубоко реалистичны и гармонически совершенны, проникнуты гуманизмом, уважением и достоинству к человека.
В классический период (V — IV вв. до н.э.) бронзовые статуи божеств, героев, атлетов, портретные бюсты устанавливались в храмах, святилищах в некрополях, на площадях, в домах состоятельных граждан.
Наибольшее число литейных мастерских существовало в Афинах, которые являись крупнейшим и важнейшим центром античной культуры.
Гармоничным сочетанием искусства, металлообработки и математики можно считать статую Мирона «Дискобол» и скульптурную группу «Афина и Марсий», мастерски отлитые в бронзе, статуи Поликнета «Дорифор» и «Диадумен». Помимо того, что это образцы художественно — эстетической ценности, скульптуры являются иллюстрацией учения Поликмита об идеальных пропорциях человеческого тела, в основу которого были положены математические расчеты. Эти статуи — наглядный пример высокого профессионального уровня мастерства художественной металлообработки.
Древняя Италия
Древняя Италия (Этрурия и Древний Рим) сыграла огромную роль в распространении античной культуры после распада империи Александра Македонского.
Этруски были искусными литейщиками. Из бронзы отливались погребальные саркофаги и урны — каноны, ритуально — культовые и бытовые предметы, скульптура, украшения. Этрусской скульптуре присуще тонко выраженное чувство пластической формы.
Этрусские мастера изготавливают широкий ассортимент изделий из золота. В основном это кольца, серьги, браслеты, булавки, фибулы, подвески, выполненные с большим вкусом и чувством гармонии. Есть украшения с рельефными и гравированными изображениями людей и животных.
Одним из лучших произведений этрусской художественной металлообработки признана бронзовая статуя легендарной Капитолийской волчицы, вскормившей своим молоком Ромула и Рема — основателей города Рима. Изваяние является одним из символов Рима. Отличительная особенность статуи — максимальное использование декоративных и пластических свойств бронзы как средств выразительности, значительно обогащающих созданный символический образ.
Этруски являлись признанными мастерами изготовления бронзовых зеркал, которые обычно имели тщательно отполированную лицевую сторону, оборотную сторону и фигурную ручку, украшенные сюжетами гравированным или литым изображением на мифические темы.
Широкое применение художественная металлообработка бронзы находит в области декоративно — прикладного искусства. Его представляют треножники и жертвенники, украшенные фигурными рельефами аллегорического характера.
Северное Причерноморье
В VII-V вв. до н.э. Северное Причерноморье и Азовское побережье заселяются переселенцами из материковой Греции и греческих городов -колоний. Они основывают ряд государств, сыгравших важную роль в исторических судьбах народов Восточной Европы: скифов, сармаитов, славян и других племен, приобщая их к античной цивилизации и обогащая других племен, приобщая их к античной цивилизации и обогащая достижениями в области искусств и ремесел.
В мастерских выполнялись все виды металлообработки, начиная с получения железа сыродутным способом и плавкой цветных металлов, кончая изготовлением из них различных изделий. Заказчиками ювелирной продукции выступали представители городской элиты, родоплеменная знать скифов. Поэтому формы и декор ювелирных предметов обнаруживают черты влияния не только античных, но и скифских изделий.
Все значительные города Северного Причерноморья до начала нашей эры отливали и чеканили монеты. В VI — V вв. до н.э. изготавливали медные литые монеты «ассы» и «дельфинчики».
В IV вв. до н.э. в Херсоне функционировал монетный двор, где в каменных формах отливали бронзовые монеты.
Литейные формы изготавливали из глины и мягких небольших предметов, тиражируемых в значительных количествах — фибул, колец, орудий труда, деталей конской сбруи, наконечников стрел, различных украшений.
Металлообработка в средние века.
Византия
Культура Византии по существу является продолжением римской. Тесно соприкасаясь с древними восточными цивилизациями, она существенно обогатилась за счет влияния персидской, иудейской, эллинской культур. Византия в свою очередь оказала сильнейшее влияние на культуру европейских и азиатских народов и в большей степени на тех, кто принял православие: армян, грузин, сербов, болгар, восточных славян.
Важным центром художественных ремесел стала столица империи — город Константинополь, где были сосредоточены лучшие мастера всех известных в то время специальностей. Из бронзы по выплавляемым восковым моделям литейщики отливали нательные кресты, иконки, складни, культовую утварь, оконные решетки, составленные из узоров растительных и христианских символических мотивов. Они прославились также изготовлением осветительных приборов для жилья, административных и культовых сооружений — лампадофоров.
Особо искусными были византийские ювелиры. Они сумели развить и качественно по-новому осмыслить традиции эллинистического и позднеантичного ювелирного искусства, усовершенствовав традиционные и создав новые приемы и формы.
Византийские ювелиры в совершенстве владели приемами художественной металлообработки: ковка, литьё, чеканка, гравировка, филигрань, выемчатая и перегородчатая инкрустация, эмальерным делом. Из благородных металлов они изготовляли предметы культового обихода и богослужения (блюда — дискосы, чаши — потиры, оклады богослужебных книг, кресты, кратиры — сосуды для смешивания вина и воды, купели, кадила, дарохранительницы в виде купольных храмов). Изготовляли также изделия светского характера: украшения (диадемы, венцы, кольца, перстни, браслеты, височные подвески, ожерелья, шейные украшения, в которых комбинировались различные техники и материалы), парадную посуду (вазы, кубки, блюда, тарелки).
Западная Европа
В отличие от Византии развитие стран Западной Европы протекало несколько иначе. Распространение христианства в варварских государствах нашло отражение в сложном и подчас противоречивом переплетении черт позднеантичного, раннехристианского и орнаментального искусства варварских народов.
Способы металлообработки и изделия из металла этого периода не отличаются значительным разнообразием и техническим совершенством. В основном ремесленники изготавливали вещи прикладного характера, украшения, оружие. В декоре ювелирных изделий культового и светского характера превалируют орнаментальные мотивы стилей, присущих культурам варварских народов. Наиболее распространенной художественной металлообработки и украшения ювелирных изделий становятся чеканка, гравировка, выемчатая эмаль, инкрустированные цветными пастами, серебром, золотом, камнями.
Ведущей областью творчества в эпоху средневековья (X -XI вв.), остается архитектура, которая оказывает влияние на остальные виды деятельности. Монументальная скульптура практически не развивается. Сплавами для литья в основном были латунь и бронза. Отливали колокола, створки дверей базилик, баптистериев, купели, реликварии, распятия, осветительные приборы. Готика (XII — XV вв.) является периодом высшего расцвета средневековой европейской культуры и ее завершающим этапом. В этот период происходит окончательный разрыв с традициями античной культуры.
Монументальная и станковая скульптура в эпоху готического средневековья была тесно связана с убранством готического собора. В качестве исходного материала использовался камень. Художественная металлообработка применялась, как правило, в декоративно — прикладном искусстве. Основными сплавами являлись бронза и латунь.
Киевская Русь
В Х-ХШ вв. мастера Киевской Руси отливали из цветных металлов и их сплавов разнообразные украшения. Особым богатством и изысканностью отличались женские боярские и княжеские украшения.
Колиты были пустотелыми. Внутрь, как правило, помещались ароматические вещества на длинных лентах с двух сторон к головному убору.
Наиболее распространенной формой амулетов Киевской Руси являются округлые медальоны «змеевики» с изображением змеи и надписями магического характера, овальные подвески с изображениями крестьянских святых (особенной популярностью пользовались образцы святых воинов).
Анализ композиционных, стилевых и технических особенностей художественных изделий из металла обнаруживает своеобразное переплетение местных традиций с традиционной византийской и западноевропейской культур, свидетельствуя о достаточно активных контактах Киевской Руси с восточными и западными мирами.
До X века литейные формы изготавливались преимущественно из глины. Их получали путем оттиска готового изделия в глиняной пасте с последующим высушиванием и обжигом формы. Кроме того, применялось литье по восковым моделям двух вариантов: с одной рельефной стороной (с сохранением глиняной формы) и по объемным моделям (с разрушением формы после выбивки отливок).
Проблема удовлетворения массового спроса на украшения населения решалась с помощью применения литья в каменные формы. Формы перед заливкой металла обязательно подогревались. Большинство таких форм двусторонние, формы для отливки трехбусинных сережек состоят из трех частей.
В Киеве домонгольского периода высокого технического и художественного уровня достигли литье крестов — энколтонов, амулетов, змеевиков, иконок, украшенных чернью или эмалью, которые пользовались значительным спросом в Киевской Руси и за ее пределами.
К числу сложных образцов киевского художественного литья относятся и хороси — паникадила. Обычно хорос состоит из нескольких десятков деталей, отлитых из бронзы и соединенных между собой с помощью клепки. Посредством литья по восковым моделям также изготавливались бронзовые лампады, боевые гири -кистени, а также булавы.
Начиная с X в. в городах Киевской Руси возникает и развивается литье бронзовых колоколов для храмов. Это особый и сложный раздел монументального художественного культового литья. О том, какое значение придавалось колоколам, свидетельствует то, что уже IX — X в. церковный колокол становится неотъемлемой составной частью культовых обрядов.
Технический прогресс, развитие металлообработки, 19-20 век
Заметную роль в изучении природы металлов и металлообработки сыграли исследования французского ученого Реомюра, который в 1722 году изучал строение зерен в металлах. Его размышления о природе физических процессов, происходящих при термической обработке стали, и сейчас выглядят вполне современными.
Англичанин Григнон в 1775 году обратил внимание на то, что при затвердевании железа иногда образуется столбчатая структура. Он же предположил, что металлы являются агрегатами, состоящими из мелких кристалликов. Ему принадлежит широко известный рисунок дендрита, полученного при медленном затвердевании литого железа. Можно предположить, что Григнон размышлял и о существовании твердых растворов.
В России, кто первым начал научно осмысливать проблемы металлообработки, был М.В. Ломоносов. Им написано учебное руководство «Первые основания металлургии или рудных дел» в котором он, описывая металлургические процессы, постарался вскрыть их физико-химическую сущность. спехов наука о металлах достигла лишь в XIX веке, что связано, в первую очередь, с использованием новых методов исследования структуры металла. В 1831 году П.П. Аносов провел исследования булата на полированных и протравленных шлифах, впервые применив микроскоп для исследования стали. Им была установлена зависимость между свойствами булата и характером узора, тем самым он выявил существенное влияние процесса кристаллизации на качество булата и раскрыл тайну получения булатной стали. В своих работах П.П. Аносов изучил также влияние углерода на структуру и свойства стали, оценил роль ряда других элементов. П.П. Аносов стремился превратить металлургию из ремесла и искусства отдельных умельцев в точную науку.
Значительный вклад в развитие металловедения внесли работы английского петрографа Сорби. Он впервые применил методы петрографии к исследованию стали, рассматривая под микроскопом травленые шлифы и фотографируя структуры. В дальнейших исследованиях Сорби использовал большое увеличение, что позволило ему впервые наблюдать перлит. Сорби открыл, что перлит образуется при распаде гомогенной высокотемпературной фазы, причем его образование может подавляться при закалке. Таким образом, он установил существование структурных превращений в стали.
Серьезного внимания заслуживают работы А.С. Лаврова и Н.В. Калакуцкого, открывших в 1867 году явление ликвации стали. Важную роль сыграли работы Н.В. Калакуцкого по изучению внутренних напряжений. Он разработал меры по их устранению.
В 1868 году великий русский ученый Д.К. Чернов опубликовал знаменитую статью, в которой дал описание основополагающих точек превращения, стали. Д.К. Чернов установил наличие полиморфизма железа. Его работы явились исходной предпосылкой для построения диаграммы состояния железо-углерод.
Д.К. Чернов первым начал изучать процесс холодной пластической деформации стали. В своих исследованиях он одновременно с Людерсом описал линии скольжения на поверхности деформированной стали.
Важным этапом в изучении строения сплавов явилось установление У.Гиббсом правила фаз и общих принципов равновесия термодинамических систем.
Позднее немецкий ученый Рузбум, используя значения критических точек стали Чернова и применяя правило Гиббса, построил классическую диаграмму равновесия. Эта диаграмма имела исключительное значение для изучения стали.
Значительную роль для развития науки о металлах сыграли работы французского ученого Ф. Осмонда. Большинство его исследований посвящено изучению структуры литой стали, а также исследованию фазовых переходов железа и его сплавов. Р. Аустен установил природу высокотемпературной фазы в системе железо-углерод, т.е. твердого раствора, который впоследствии был назван в его честь аустенитом.
Большое значение для развития металловедения имели работы русского ученого Е.С. Федорова, который положили начало самостоятельной науки – кристаллографии.
В течении всего XIX века проводились исследования, направленные на разработку новых сплавов. Французский инженер Бертье получил сплавы железа с хромом. Австриец Якоб впервые создал теплостойкую вольфрамовую сталь. Англичанин Гадфильд разработал серию высокомарганцевых и кремнистых сталей.
К началу XX века металловедение сформировалось как самостоятельная наука. В этот период большую роль сыграли исследования немецкого ученого Таммана. Созданная им научная школа провела широкие исследования строения различных металлических систем с целью установления природы строения сплавов и условий формирования фаз.
Значительный вклад в развитие системного исследования металлических сплавов внес русский ученый Н.С. Курнаков. Метод изучения изменений свойств в зависимости от состава сплава был положен в основу разработанного им физико-химического анализа сплавов. С использованием такого анализа им были построены диаграммы состояния, устанавливающие взаимосвязь между составом и свойствами сплавов.
Систематические исследования структурных и фазовых превращений были выполнены известным американским ученым Э. Бейном. Он исследовал распад аустенита при изотермическом отжиге. Ему впервые удалось выделить продукты превращения. Бейном подробно описана структура, получаемая при промежуточных температурах, которая впоследствии была названа бейнитом.
Разработка американскими учеными Ф. Тейлором и М. Уайтом быстрорастущей стали, произвела переворот в машиностроении. Резко возросла производительность механической обработки, появились новые быстроходные станки и автоматы.
Немецкий исследователь А. Вильм создал высокопрочный сплав алюминия с медью — дуралюмин, прочность которого в результате старения в несколько раз превышала прочность технического алюминия при сохранении достаточного запаса пластичности. Использование дуралюмина в самолетостроении на многие годы определило прогресс в этой области техники.
Революционные результаты были получены французским ученым Юм — Розери. При изучении фазового состояния сплавов и растворимости друг в друге он ввел понятие об электронной концентрации, в результате чего стало возможным прогнозировать фазовое состояние сплавов.
Важные результаты были получены независимо друг от друга при изучении процессов старения Гинье и Престоном. Они установили момент начальной стадии образования переходной решетки, возникающей в системе «матрица — выделение» в момент максимального упрочнения сплавов при старении. Образовавшиеся в результате распада выделения стали называться зонами Гинье-Престона.
Серьезные исследования по проблеме механизмов упрочнения были проведены американскими учеными Коттреллом, а также Холлом и Петчем.
Важные работы в области изучения проблемы хрупкости материалов были проведены Гриффитсом и Ирвином. Они впервые установили размеры дефектов металла, при которых может происходить хрупкое разрушение материала.
Значительный вклад в развитие науки о металлах внести советские ученые.
СТ. Конобеевский исследовал изменение структуры различных металлов и сплавов, подвергаемых пластическому деформированию. Им сформулированы основные принципы применения рентгено — структурного анализа и современной теории старения и распада твердых растворов.
Академиком А.А. Бочваром открыто и детально изучено явление сверхпластичности. Он установил корреляционную связь между температурой рекристаллизации металлов и их абсолютной температурой плавления.
В работах академика А.А. Байкова отражены результаты исследований фазовых превращений в металлах и сплавах. Им приведены глубокие исследования высокоуглеродистых фаз в сталях.
Важные результаты были получены СИ. Губкиным при исследовании закономерностей пластической деформации металлов. Он сформулировал ряд важных положений теории течения металлов, а также ввел понятие деформируемости металлов, характеризующие их способность к изменению формы под давлением.
Зеачительных результатов в изучении механических свойств металлов и в исследовании проблемы их прочности добился Н.Н. Давиденков. Им вскрыта суть процессов, протекающих в металлах при больших ударных скоростях нагружения, разработана теория хладноломкости металлов.
В работах академика СТ. Кишкина были получены новые научные представления о природе легирования и прочности сталей. Им были сформулированы принципы получения высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов.
Больших достижений в области изучения алюминиевых бериллиевых сплавов, а также композиционных материалов добился И.Н. Фридляндер.
А.С. Завьялов впервые установил, что в перлитном интервале темпне-ратур непосредственно из аустенита образуется не равновесный феррит, а пересыщенная углеродом а — фаза, которую А.С. Завьялов назвал черновитом.
Большой вклад в развитие науки о металлах внес В.Д. Садовский. Он раскрыл природу структурной наследственности стали при ее термической обработке, а также предложил режимы термообработки, позволяющие устранить крупнозернистую струтуру стали, возникающую при литье, сварке, ковке и других процессах.
Таким образом, к началу XXI века многолетними трудами ученых установлены основные характеристики металлов, без которых невозможно само существование в первую очередь машиностроения.
История возникновения электрических методов металлообработки
Еще в конце 18в. английским ученым Дж. Пристли было описано явление эрозии металлов под действием электрического тока. Было замечено, что при разрыве электрической цепи в месте разрыва возникает искра или более продолжительная электрическая дуга. Причем искра или дуга оказывает сильное разрушительное воздействие на контакты разрываемой цепи, называемое эрозией. Электрической эрозии подвержены контакты реле, выключателей, рубильников и других подобных устройств. Много исследований было посвящено устранению или хотя бы уменьшению такого разрушения контактов.
Над этой проблемой в годы Великой Отечественной Войны работали советские ученые Б.Р.Лазаренко и Н.И.Лазаренко. Поместив электроды в жидкий диэлектрик и размыкая электрическую цепь, ученые заметили, что жидкость мутнела уже после первых разрядов между контактами. Они установили: это происходит потому, что в жидкости появляются мельчайшие металлические шарики, которые возникают вследствие электрической эрозии электродов. Ученые решили усилить эффект разрушения и попробовали применить электрические разряды для равномерного удаления металла. С этой целью они поместили электроды (инструмент и заготовку) в жидкий диэлектрик, который охлаждал расплавленные частицы металла и не позволял им оседать на противолежащий электрод. В качестве генератора импульсов использовалась батарея конденсаторов, заряжаемых от источника постоянного тока; время зарядки конденсаторов регулировали реостатом. Так появилась первая в мире электроэрозионная установка. Электрод-инструмент перемещали к заготовке. По мере их сближения возрастала напряженность поля в межэлектродном промежутке (МЭП). При достижении определенной напряженности поля на участке с минимальным расстоянием между поверхностями электродов, измеряемым по перпендикуляру к обрабатываемой поверхности и называемым минимальным межэлектродным зазором, возникал электрический разряд (протекал импульс) тока, под действием которого происходило разрушение участка заготовки. Продукты обработки попадали в диэлектрическую жидкость, где охлаждались, не достигая электрода-инструмента, и затем осаждались на дно ванны. Через некоторое время электрод-инструмент прошил пластину, Причем контур отверстия точно соответствовал профилю инструмента.
Так, явление, считавшееся вредным, было применено для размерной металлообработки. Изобретение электроэрозионной обработки (ЭЭО) имело выдающееся значение. К традиционным способам формообразования (резанию, литью, обработки давлением) прибавился совершенно новый, в котором непосредственно использовались электрические процессы.