Учёные МГТУ им. Г.И. Носова разрабатывают производственные технологии получения одновременно прочного и пластичного металла без термообработки.
Исследования проводятся на новом стане асимметричной прокатки, который позволяет прокатывать стальные образцы с обжатием 75-90% за один проход. Меньше чем за год работы стана в лаборатории «Механика градиентных наноматериалов имени А.П. Жиляева» МГТУ им. Г.И. Носова учёным удалось достигнуть увеличения пластических свойств металла за счёт нахождения рациональных рассогласований скоростей вращения валков. Так, если при обычной холодной прокатке алюминиевый сплав Д16 разрушился при обжатии 43%, то при асимметрии его удалось обжать на 90%, причем его пластические свойства после этого выросли в два раза.
«Второе интересное свойство, выявленное нами при проведении исследований на стане, - возможность начинать процесс как холодную прокатку, без нагрева, а завершать процесс уже как горячую прокатку. Это интересно для медных сплавов, потому что в них фазовые превращения происходят быстро. Заготовка нагревается до нужной температуры прямо на входе в очаг деформации и тут же мгновенно охлаждается до 200-300 градусов, происходит так называемая закалка на воздухе. В итоге мы получаем необходимые свойства без нагрева и последующей термообработки», - объясняет заместитель заведующего лабораторией «Механика градиентных наноматериалов имени А. П. Жиляева» МГТУ им. Г. И. Носова Александр Песин.
По словам учёных, холоднокатаные листы, произведенные по новым технологиям асимметричной прокатки металлов с одновременно усиленными прочностными и пластичными характеристиками, могут применяться в автомобильной, авиационной и космической отраслях. Новый вид металла позволит облегчить по весу любую конструкцию, при этом оставляя ее довольно прочным изделием.
«На стане асимметричной прокатки мы получаем динамическую рекристаллизацию в заготовке без термообработки только за счет больших сдвиговых деформаций и разогрева от них. Это важно при создании новых процессов прокатки разных металлов. Сейчас мы готовим предложения по внедрению разработанных технологий на ряде промышленных предприятий, включая ПАО «ММК». При производстве ленты из стали марок 50, 65Г, 70, осуществляют от трёх до четырех циклов прокатки и отжига. Если нам удастся за счёт асимметрии убрать хотя бы один цикл, тогда мы получим очень большой экономический эффект», - добавляет Александр Песин.
Коллектив лаборатории «Механика градиентных наноматериалов имени А. П. Жиляева» МГТУ им. Г. И. Носова сотрудничает с учёными из многих российских и зарубежных университетов и институтов, таких как Центральный южный университет (г. Чанша, Китай), Индийский институт информационных технологий, проектирования и производства (г. Джабалпур, Индия), Каталонский политехнический университет (г. Барселона, Испания) и другие. Новый термостойкий алюминиевый сплав, выдерживающий температуру до 400 градусов по Цельсию, разработанный в «МИСиС», проходит испытания на стане асимметричной прокатки в Магнитогорском техническом университете.
«Мы привлекаем к нашим научным работам десятиклассников и одиннадцатиклассников Проектной школы МГТУ им. Г.И. Носова. Они официально или трудоустроены, или проходят процесс трудоустройства в нашу лабораторию. Сейчас ученики занимаются исследованием сплавов, состоящих из двух металлов, например, сталь-алюминий, алюминий-медь, медь-титан. Им необходимо сварить при прокатке две заготовки между собой и исследовать влияние различных параметров на свойства готового слоистого материала. Полученные результаты они представят на международной научной конференции МГТУ в апреле. Таким образом мы стараемся привлечь внимание молодых людей к исследовательской деятельности», - отметил Александр Моисеевич.
В настоящее время учёные лаборатории за свои научно-исследовательские работы совместно с коллегами из Китая и Индии получили 8 евразийских патентов. Теперь проводят не только разработку технологий от выплавки металлов до получения заданных свойств, но и готовы делать небольшие опытные партии специальных материалов.
Напомним, что исследования проводилось в рамках реализации Постановления Правительства Российской Федерации от 9 апреля 2010 г. № 220, за счет гранта Российского научного фонда, а также при финансовой поддержке РФФИ.
