Новая разработка позволит металлургам совершить технологический рывок

Свою деятельность ЦНИИ конструкционных материалов «Прометей» начал в 1939 году с создания брони для танка Т-34. Впервые в мире танковая башня отливалась целиком, без применения сварки и клепки. С 1947 года ЦНИИ создает материалы для строительства кораблей – как надводных, так и подводных. Учеными института были разработаны конструкционные материалы для атомных энергетических установок и электростанций, а также ледоколов и буровых платформ. Институт, отмечающий в этом году свое 80-летие, постоянно находится на передовой, отвечая вызовам современности: разработан новый рецепт изготовления стали, включающий в себя не только новый химический состав, но и технологию производства.

За стенами неприметных зданий кроется невероятное: здесь находятся опытные металлургическое, сварочное и механическое производства, лаборатория, изучающая и тестирующая различным образом полученные сплавы и изделия. Словом, есть все, чтобы проводить всесторонние испытания. Проще говоря, одни машины здесь выплавляют опытные образцы, а другие рвут их на части, сбрасывают с высоты, подвергают невероятным механическим и термическим нагрузкам. Представьте себе: здесь есть испытательные камеры, где в одних создается температура в тысячу градусов, в других – происходит интенсивное охлаждение жидким азотом. Для чего все это, спросите вы?

– Судно, на котором применены эти материалы, может попасть в любые ситуации, и мы уверены, что оно выстоит, – подчеркивает генеральный директор ЦНИИ КМ «Прометей» Алексей Орыщенко.

Несомненно, постоянная работа с материалами, их всестороннее изучение ведут к серьезным открытиям, и таковое не заставило себя ждать.

– Сегодня для строительства кораблей и других объектов применяется порядка 29 видов сталей различной прочности. И чем выносливее должна быть сталь, тем выше процентное содержание дорогостоящих легирующих элементов, таких как никель и молибден, доходящее в определенных случаях до восьми процентов, – рассказывает Алексей Сергеевич. – Например, сталь, применяемая для создания глубоководной техники, сейчас содержит до 8 процентов никеля. С нашим техническим решением его содержание снизится до 4 процентов, в то время как свойства материала не ухудшатся, наоборот, сталь станет более прочной и эластичной, а себестоимость производства значительно снизится. Новая технология уже применяется в строительстве судов ледового класса: из унифицированной стали сделают корпус ледокола «Лидер», что не только придаст ему лучшие свойства, но и позволит сэкономить миллиарды рублей.

В чем же заключается прорывное технологическое решение «Прометея»?

Ученые разработали комплекс технологий, позволяющий не только сократить все многообразие типов сталей до трех базовых составов, отличающихся друг от друга по прочности, но и снизить содержание Ni и Mo в разы.

– Все дело в сочетании определенной формулы стали и комплекса оказываемого на нее прецизионного воздействия на прокатном стане, – поясняет гендиректор. – Скажем так: теперь не нужно будет иметь в своем арсенале двадцати с лишним рецептов, достаточно будет серьезным образом варьировать обработку одного и того же исходника.

Институт долго шел к созданию подобного материала, но одним из серьезных шагов стала разработка уникальной стали для подводных труб, предназначенных для транспортировки углеводородов по дну Балтики.

– Сегодня газовые трубы служат пять лет, мы даем гарантию пятьдесят лет, – улыбается Алексей Сергеевич. – На полигоне в Копейске были испытаны все трубы мира, которые только производятся промышленностью. Испытания проходили следующим образом: в трубу закладывался заряд определенной мощности, производился подрыв. Раскрытие труб от взрыва порой достигало тридцати метров, наша же разошлась всего на четыре метра. Всем стало понятно: у России появились новые технологии. Сейчас технология передана «Северстали»: из этого материала трубы изготавливает «Ижорский трубный завод».

Одним из ключевых моментов в создании нового материала стала разработка опытного прокатного стана, способного развить при прокатке деформационное усилие до двенадцати тысяч килограммов на кубический сантиметр. Насколько это мощно? За один проход металл становится сразу тоньше на треть!

Опытно-промышленный стан по техническому заданию института собрали в Корее, пусконаладочные работы начались в 2014 году. Не все получилось сразу: детали машины просто не выдерживали нагрузки, и в итоге их изготовили из сплавов, придуманных «Прометеем». Уникальность этого стана не только в мощности: по сути, он включает в себя характеристики всех станов, существующих в России. К примеру, нужно адаптировать некую технологию для Магнитогорского металлургического комбината? Легко! Задаются параметры, и выводится необходимый рецепт стали, который при обработке на стане данного предприятия будет иметь необходимые свойства.

– Огромная сила, воздействующая на металл изобретенного нами состава, меняет его в корне, создавая особую дисперсную, мелкозернистую структуру. По сути, это и есть те самые нанотехнологии, – поясняет Алексей Сергеевич. – Еще в советское время все понимали, что чем меньше зерно в структуре металла, тем выше его прочность, эластичность и, что немаловажно, коррозионная устойчивость. Часто, когда достигается высокая прочность, падает пластичность, порой материал становится хрупким как стекло. Теперь же, варьируя химический состав и обработку на стане, мы смогли прийти к созданию отличного материала. Мы уже получили одобрение идеи унификации в правительстве: на данный момент начинаем создавать ГОСТы, которые позволят внедрить наши технологии по выплавке и прокатке металла на всех заводах, – делится гендиректор.

Сегодня можно смело заявить: получение этого рецепта стали открывает новые горизонты в прямом и переносном смысле слова – это новые возможности и для промышленности, и для покорения Арктики.


Фото Лидии ВЕРЕЩАГИНОЙ

1 КОММЕНТАРИЙ

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Войти с помощью: 
Please enter your comment!
Please enter your name here