Можно сказать, что вся история металлургии от древнейших времен до открытия, сделанного Черновым, сводится в основном к поискам все новых и новых способов переделки чугуна в железо и сталь.

Вся эта работа велась чисто опытным путем и представляет длинную цепь более или менее счастливых находок. Находки держались в секрете. Так, англичанин Дод Дудлей, открывший способ «плавить железную руду и обращать ее в отличные вещи и полосы посредством ископаемого угля в печах с мехами», ухитрился окружить свое открытие столь густою тайной, что в течение целого столетия, пока оно не было повторено, никто не смог им воспользоваться.

Изготовление знаменитой дамасской, или булатной, стали, даже после открытия ее рецепта Аносовым, до работ Чернова многим представлялось загадкой, хотя закаливать сталь люди умели еще в глубокой древности.

Закаленные булатные клинки, по свидетельству греческого ученого Аристотеля, жившего за две тысячи триста лет до нас, 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 очень хрупкой; но так же давно кузнецы открыли, что закаленную сталь можно «отпустить», снова нагрев ее уже не добела, а лишь досиня. Разумеется, что эти операции закалки и отпуска производились на глаз, причем каждый мастер хранил свое искусство в большой тайне.

Немало было связано с этим делом всевозможных суеверий и нелепостей. Английский институт железа и стали отыскал, например, в одном старинном рецепте приготовления стальных клинков такое дикое указание:

«Нагревать кинжал, пока он не засветится, как восходящее солнце в пустыне, затем погрузить его в тело сильного раба, пока кинжал не примет цвета царского пурпура».

С подобными рецептами металлургия рассталась, конечно, очень давно; но истинных представлений о строении и превращениях стали при закалке и отпуске ни наука, ни, тем более, сталевары и кузнецы не имели до Чернова.

Самое большое металлургическое предприятие почти ничем, кроме размеров, не отличалось 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 существовал выработанный 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, — говорит профессор 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»[26].

Сознательное отношение к тепловой и механической обработке стало еще более необходимо, когда изготовление новых ответственных деталей специального машиностроения заставило заводы придавать металлу качества, необходимые в новых разнообразных условиях эксплуатации. Этого потребовали, например, изделия, работающие под большим давлением, прежде всего стволы орудий. А в то же время само улучшение производства, расчленение заводских операций на составные фазы — ковку Металла, отжиг, прокатку и другие — вызвали нужду в согласовании этих операций.

Насколько старая, эмпирическая, опытная техника металлургии оказывалась внутренне беспомощной в новых производственных условиях, показывает, история известного русского инженера Павла Матвеевича Обухова.

Горный инженер по образованию, Обухов после окончания курса в институте в 1845 году был назначен на скромную должность смотрителя Серебрянского завода в Пермский губернии. Молодой инженер обратил на себя внимание администрации и был послан за границу для изучения железоделательного производства. Сдав блестящий отчет о своей командировке, Павел Матвеевич получил должность управляющего сначала Кувшиновским заводом, а затем — Юзовским, где он начал производить опыты приготовления литой стали.

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 панцырные кирасы вдвое большей толщины, изготовлявшиеся в Златоусте, давали при таком испытании тридцать процентов брака.

Опыты Обухова побудили Военное ведомство перевести талантливого инженера в Златоуст.