Закаленные булатные клинки, по свидетельству Аристотеля, жившего две тысячи триста лет назад, существовали в Индии. Вероятно, задолго до того было замечено, что сталь становится очень твердой, если ее нагреть добела, затем быстро охладить, опустив в воду. При этом, правда, сталь становится хрупкой. Но так же давно кузнецы открыли, что закаленную сталь можно «отпустить», снова нагрев ее уже не добела, а лишь досиня. Разумеется, эти операции закалки и отпуска производились на глаз, причем каждый мастер хранил свое искусство в тайне.
Вплоть до середины девятнадцатого века металлургический завод почти ничем, кроме размеров, не отличался от простой кузницы. Качество изделия всецело зависело от опытности, ловкости и цеховой осведомленности мастера. Закаливал ли он сталь, отпускал ее или ковал, или прокатывал, он действовал по традиции, иногда — по наитию, но того, что происходило при этом в структуре металла, он не знал, да и не мог знать. Никаких научных знаний тут не существовало. Для каждого отдельного случая был выработан веками наиболее благоприятный режим тепловой обработки, и этим исчерпывались все знания мастера.
«Хотя общее состояние науки, в частности физики, к середине прошлого века достигло уже высокого развития, однако наука о металле представляла всего два-три параграфа в разделе физики, посвященном учению о твердых телах, — утверждает Ю. М. Покровский в своих очерках по истории металлургии. — А между тем развитие массового производства требовало сознательного пересмотра производившихся термических и механических операций и поставило совершенно по-иному проблему металла. Рост общего машиностроения и массовое производство самих машин потребовали точного научного знания для оценки какого-либо свойства металла. Необходимы были широкое обобщение и систематизация всех данных о тепловом состоянии металла, как и дальнейшее их углубление и развитие».
Сознательное отношение к тепловой и механической обработке стало еще более необходимо, когда потребовалось изготовлять новые станки, оборудование, работающие при больших напряжениях. Заводы должны были придавать металлу качества, необходимые в новых разнообразных условиях эксплуатации. Этого требовала и новая военная техника.
Русская артиллерия в течение нескольких веков свято оправдывала свое прозвище: бог войны!
Из летописей известно, что в 1382 году Москву защищали от войск татарского хана Тохтамыша «великие пушки». Через сто лет, в 1488 году, в Москве был учрежден Пушечный двор. Это был первый в истории Европы орудийный завод В Пушкарском приказе Иван Грозный сосредоточил управление артиллерийской и инженерной частью.
Памятником высокого развития технологии литья являются и до сих пор удивительные и всемирно известные создания русских мастеров — Царь-колокол и Царь-пушка, сохраняющиеся в Московском Кремле. Литье церковных колоколов вообще стояло на Руси очень высоко. Не случайно, конечно, что именно в Москве отливали Большой колокол для Вестминстерского аббатства в Лондоне. Царь-колокол превосходил по весу все колокола мира. Он весил двенадцать тысяч пудов, в то время как самые большие колокола в мире весили не свыше тысячи пудов.
Несколько ранее того, как возникла идея колоссального Царь-колокола, в 1586 году была отлита литейным мастером Андреем Чоховым Царь-пушка. Она более пяти метров в длину и свыше сорока тонн веса. Царь-пушка замечательна, однако, не только своими размерами, но и барельефными изображениями. Барельефы Царь-пушки дают полное представление об искусстве механической технологии литья у наших предков, так же как серебряный звон московских колоколов свидетельствовал не только о совершенстве технологии химической. Русские мастера литейного дела вопреки господствовавшему среди иностранцев убеждению утверждали, что «не столько различным содержанием соединяемых металлов, сколько паче видом, различным измерением кругового образования и толщины боков ц всеми соотношениями поверхности к толщине плавильщики умеют изменять различные колоколов звуки».
«Технологический журнал» Академии наук отмечает, что русские литейщики с древнейших времен стремились объединять теорию с практикой, рассуждением предварять дела.
Непрерывно росла слава русской артиллерии. Пушки Троице-Сергиевой лавры в 1608 году успешно отбивали в течение 16 месяцев атаки 30-тысячного войска польских интервентов Сапеги и Лисовского. В 1701 году русский отряд с 20 орудиями разбил шведский корпус под Эрестфером. В Йолтавской битве с помощью пушек русские войска разгромили армию шведского короля Карла XII. В штурме Измаила в 1790 году под руководством Суворова решающую роль сыграли артиллеристы.
Блестящим триумфом русской артиллерии было Бородинское сражение 1812 года. По словам Кутузова, «артиллерия наша, нанося ужасный вред неприятелю цельными выстрелами своими, принудила неприятельские батареи замолчать».
Еще более грозным «богом войны» явилась артиллерия в годы Великой Отечественной войны 1941–1945 годов.
В разгар военных действий 18 мая 1943 года на собрании Президиума Академии наук СССР и общественных организаций академии академик Петр Леонидович Капица говорил:
«…Наша военная техника… по уровню своему стоит наравне, а во многих отношениях даже превосходит технику наших противников. Чему она этим обязана? Конечно, в первую очередь существованию у нас большой науки и ученых, влияющих по ряду незримых путей на нашу технику. Чему, например, обязана своим высоким уровнем наша металлургия? Конечно, в первую очередь работам Чернова и всех его учеников и тем традициям научного подхода в металлургии, которые они создали в продолжение многих лет. Инженерам принадлежит, конечно, большая заслуга; они сумели воспринять, извлечь все, что нужно, из большой науки, созданной основоположниками нашей научной металлургии. Но без Чернова, Курнакова и их последователей наша металлургия, конечно, не дала бы ни такой хорошей стали, необходимой для наших орудий, которыми вооружена армия, ни такой великолепной брони, какую мы делаем сейчас. А без нее конструкторы были бы бессильны создать первоклассные танки…»
Насколько старая, эмпирическая, не опирающаяся на большую науку техника металлургии оказалась внутренне беспомощной в новых производственных условиях, сложившихся в середине прошлого века, показала всему миру творческая драма Павла Матвеевича Обухова.
Действовал он так же, как и все металлурги. Убедившись, что при разных добавках сталь получается различной твердости, он после многих проб нашел добавки, которые лучше всего прибавлять к сплаву. В 1853 году после ряда проб Обухов получил отличную сталь. Тонкую пластинку, изготовленную из этой стали, не пробивали выстрелы из ружья, в то время как панцирные кирасы вдвое большей толщины, изготовлявшиеся в Златоусте без всяких добавок, давали при таком испытании тридцать процентов брака.
Опыты Обухова побудили военное ведомство перевести талантливого инженера в Златоуст. На Златоустовском заводе сталь, хотя и полученная из отличной руды, была все же очень невысокого качества. Заводы, основанные при Петре I, почти ни в чем с тех времен не изменились.
Павел Матвеевич явился на Урал во время Крымской войны, в 1854 году. Здесь, на Златоустовском заводе, он и начал практиковать стальное литье.
Несколько ранее исследованием процесса разливки стали и ее остывания в изложнице занимался Павел Петрович Аносов, горный инженер, некоторое время бывший томским губернатором. П. П. Аносов, как и его сын, еще более известный в свое время горный инженер, открывший золотые прииски в Амурской области, принадлежал к тому обойденному нашей литературой типу предприимчивых русских людей, которые холодному бюрократизму России Николая I умели противопоставлять горячую жажду дела и волю к живой, творческой работе.
Воспитанник Горного корпуса Павел Петрович Аносов в 1817 году был направлен в качестве шихтмейстера на новую оружейную фабрику в Златоустовском горном округе. Администрация фабрики и главные мастера-специалисты оказались немцами, выписанными из Золингена. Молодой инженер, рассчитывавший учиться у этих специалистов, должен был сам взяться за организацию плавки литой стали, так как золингенский мастер не справился с делом, что вынуждены были признать и его соотечественники, руководившие предприятием.