Референц-лист НИОКР, выполненных сотрудниками инжинирингового центра
| Название проекта | Период выполнения, годы |
|---|---|
| Предотвращение и устранение коробления в процессе ламинарного охлаждения на стане 5000 | 2011 |
| Исследование на стане 5000 ОАО «ММК» влияния технологических режимов асимметричной прокатки листов легированных, трубных сталей типов АБ2-1, 10ХСНД, 10Г2ФБЮ, К52-К65 на подгибку их концов и разработка рекомендаций по минимизации этого дефекта | 2011 |
| Разработка на стане 5000 ОАО «ММК» для условий прокатки листов низколегированных сталей типа 09Г2С и 10ХСНД эффективных деформационных режимов, блокирующих движение трещин от кромок проката | 2011 |
| Разработка инновационных процессов получения и обработки сплавов с ультрамелкозернистой структурой и ультрадисперсными фазами | 2012 |
| Проведение выплавки, разливки и моделирования процессов горячей прокатки и термообработки металла с целью подтверждения предложенного ПАО «ММК» химического состава стали марки типа S700 с высоким пределом текучести по ТУ 14-101-947-2013 для последующей холодной штамповки деталей автомобиля КАМАЗ | 2013 |
| Организация малотоннажного производства наноструктурированных заготовок из многофункциональных сплавов со специальными свойствами | 2013-2015 |
| Разработка химического состава и технологии производства (в том числе прокатки и термообработки) высокопрочной марки стали с пределом текучести не менее 1250 Н/мм2 и твердостью 480-540 HBW в толщинах 6 и 8 мм для стана 5000 ПАО «ММК», с использованием физического моделирования | 2014 |
| Инновационный процесс производства импортозамещающего наноструктурированного листового проката с уникальным комплексом механических свойств | 2014-2016 |
| Разработка химических композиций и технологии термической обработки наноструктурированного сверхвысокопрочного листового проката (прочность более 1400 Н/мм2) с гарантированной твердостью на глубине не менее 0,5 мм от поверхности листа | 2015 |
| Исследование закономерностей структурообразования и формирования механических свойств сталей на основе физического и мультимасштабного компьютерного моделирования традиционных и комбинированных процессов волочения | 2015 |
| Разработка состава стали и технологии изготовления горячекатаного рулонного (листового, порезанного из рулонов) проката из стали классов прочности К50 - К60 (Х42 - Х70) толщиной 6,0 - 16,0 мм и с отношением предела текучести к пределу прочности не более 0,85 и критической температурой хрупкости Т85 - не выше 20 С, предназначенного для изготовления труб для сейсмостойких трубопроводов высокого давления | 2016 |
| Техническая реализация инновационного процесса производства высокопрочного листового проката с прохождением регламентированных процедур | 2016 |
| Разработка технологии производства толстолистового проката для газонефтепроводных труб с обеспечением повышенной хладостойкости (порог хладноломкости Т90 в.с. при ИПГ для толщины 35 - 45 мм до -20 °С, для толщины до 20 - 35 мм до -60 °С) и разработка химического состава и технологии изготовления листового проката толщиной 50 мм и более с ударной вязкостью KCV более 90 Дж/см2 при - 60°С | 2016 |
| Организация высокотехнологичного производства импортозамещающих наноструктурированных арматурных канатов для строительных конструкций ответственного назначения | 2016-2018 |
| TRIP-сталь для изготовления проволоки и канатов | 2017-2018 |
| Разработка химических композиций и технологии производства стали марки W700 (W600) c механическими свойствами в соответствии с требованиями ТС 14-101-1064-2016 | 2017 |
| Разработка рациональных режимов нагрева и деформации слябов из современных микролегированных марок стали с целью максимального измельчения зерна аустенита | 2017 |
| Разработка химического состава и технологии изготовления листового проката толщиной 50 мм и более из низколегированной стали марки 09Г2С с гарантированным обеспечением ударной вязкости при минус 60 ºС | 2017 |
| Разработка и внедрение инновационного процесса производства ультрахладостойкого наноструктурированного листового проката для импортозамещения материалов, в том числе криогенных, используемых в условиях сверхнизких критических температур, повышенной коррозионной активности, а также в арктических широтах | 2017-2019 |
| Освоение технологии производства листового проката из криогенной низкоуглеродистой никелевой стали 0Н9, применяемой при строительстве объектов производства, транспортировки и хранения СПГ | 2017 |
| Освоение производства листового проката из стали марки DNV SAWL 485 FD по ТУ 14-101-1085-2016, предназначенного для изготовления электросварных прямошовных труб для проекта «Северный поток-2 | 2017 |
| Освоение технологии производства листового проката для газопроводных труб диа-метром 508-1420 мм с широким диапазоном температур эксплуатации (в т.ч. для дожимных компрессорных станций) | 2017 |
| Разработка химической композиции и технологии производства высокопрочной экономнолегированной стали марки MAGSTROG H400 с механическими свойствами в соответствии с требованиями потребителей | 2018 |
| Разработка технологии производства горячекатаного рулонного проката из криогенной низкоуглеродистой марки стали 0Н9 | 2018 |
| Разработка и внедрение процесса производства перспективного коррозионностойкого рулонного проката для изготовления газонефтепромысловых труб с повышенным комплексом свойств | 2018 |
| Разработка технологии производства проката для гибких насосно-компрессорных труб (ГНКТ) | 2019 |
| Разработка химического состава с экономным легированием для марки стали MAGSTRONG H450L | 2019 |
| Разработка технологии производства легированной бронзы в условиях ПАО «ММК» с механическими свойствами в соответствии с требованиями потребителей | 2019 |
| Разработка тепловой модели нагрева металла в термических печах стана 5000 для различных марок стали | 2020 |
| Разработка модели охлаждения металла в машине закалки листов с целью обеспечения комплекса механических свойств и плоскостности при термообработке для различных марок стали | 2020 |
| Разработка технологии производства листового проката в соответствии с новыми требованиями ТУ 14-101-1174-2019 (Исполнение 4, скорость общей коррозии не более 0,1 мм / год в среде СО2, при длительности испытаний 96 часов) | 2020 |
| Моделирование процесса ускоренного охлаждения реконструированного стана 2500 г.п. с целью оценки существующей и разработки новой технологии охлаждения толстых полос (14–25 мм) из низколегированных марок стали | 2020 |
| Разработка многофункциональных импортозамещающих материалов нового поколения для экстремальных условий эксплуатации, в том числе устойчивых к атмосферной коррозии | 2021-2023 |
| Исследование 3D-печати прогрессивными сталями высокой прочности с TRIP-эффектом для изготовления самоадаптирующихся конструкционных элементов аэрокосмической отрасли | 2021-2023 |
| Оксидирование алюминиевой проволоки, полученной совмещением деформационных процессов волочения с изгибом и кручением | 2021 |
| Физическое моделирование многофункциональных материалов (1 Этап) | 2021 |
| Разработка и освоение технологии производства нового коррозионностойкого горячекатаного рулонного проката классом прочности К52 по ТС 10-101-1036 размером 10х2250 мм (стан 2500) и из стали марки 03ХГБ классов прочности К52-К56 (стан 2000) | 2021 |
| Моделирование процесса производства на стане 5000 проката класса прочности К65 с целью разработки технологии производства толстолистового проката толщиной 23,0–33,4 мм с отношением предела текучести к пределу прочности не более 0,92 и критической температурой хрупкости Т90 не выше минус 40°С, предназначенного для изготовления труб для магистральных газопроводов высокого давления | 2021 |
| Разработка химического состава и технологии производства новых сталей, отвечающих требованиям потребителей на многоцикловую усталость (прототип 20ГЮТ, S500-700MC) | 2021 |
| Разработка модели управления нагревом и охлаждением листов в условиях линии термообработки стана 5000, путем интеграции с действующей системой автоматизации, обеспечивающей комплекс механических свойств листов и энергоэффективность процесса при термообработке. Разработка рекомендаций по улучшению условий охлаждения металла в машине закалки листов | 2021 |
| Физическое моделирование многофункциональных материалов (2 Этап) | 2022 |
| Разработка альтернативных химических составов сталей с использованием безниобиевой концепции | 2022 |
| Физическое моделирование многофункциональных материалов (3 Этап) | 2023 |
| Разработка и освоение технологии производства новой высокопрочной листовой стали толщиной 2-20 мм для гражданской продукции | 2023-2024 |
| Разработка наукоемкой технологии производства новых импортозамещающих материалов повышенной прочности и хладостойкости | 2023-2025 |
| Разработка конструкторской документации и технологии изготовления опытного образца нижней части форкамеры системы зажигания двигателя 18V34SG производства Wärtsilä | 2024 |
| Изготовление промышленной партии деталей нижней части форкамеры системы зажигания двигателя 18V34SG производства Wärtsilä | 2024 |
Карточки проектов
Разработка наукоемкой технологии производства новых импортозамещающих материалов повышенной прочности и хладостойкости
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 23-19-20018
Название: Разработка наукоемкой технологии производства новых импортозамещающих материалов повышенной прочности и хладостойкости
Руководитель: Полецков Павел Петрович, Доктор технических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова", Челябинская обл
Период выполнения при поддержке РНФ 2023 г. - 2025 г.
Конкурс №77 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» (региональный конкурс).
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки, 09-205 - Разработка новых конструкционных материалов и покрытий
Ключевые слова: металлургия, новые материалы, металлопрокат, наукоемкая технология, импортозамещение, Арктика, Крайнай Север, хладостойкость, прочность
Код ГРНТИ: 53.43.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В настоящее время значительная доля стратегических объектов нефтегазового и машиностроительного комплексов России, а также транспорта и мостостроения эксплуатируются в экстремальных условиях: одновременное воздействие низких температур, статических и динамических нагрузок, а также интенсивный износ. Вместе с тем одной из приоритетных задач федерального значения является обеспечение условий для освоения и устойчивого развития Арктики - объекта территориальных, ресурсных и стратегических интересов ряда государств, влияющих на развитие мировой экономики и энергетики ближайших десятилетий. Материалы, применяемые в рассматриваемых условиях должны обладать комбинацией трудно сочетаемых характеристик: высокой прочностью, пластичностью, вязкостью и свариваемостью при низких температурах, а также характеризоваться низкой чувствительностью к концентраторам напряжений и отсутствием склонности к хрупкому разрушению. Одним из материалов, предназначенных для использования в таких условиях, являются высокопрочные хладостойкие стали. Однако характеристики сталей, представленных на мировом рынке, удовлетворяют повышенным требованиям преимущественно по одному из ключевых показателей - либо износостойкость, либо хладостойкость, либо высокая прочность и т.д. В связи с этим одной из актуальных научных проблем является обеспечение качественно новой комбинации свойств высокопрочных хладостойких материалов, в том числе: -Временное сопротивление разрыву: не менее 1200 МПа; -Условный предел текучести: не менее 950 МПа; -Относительное удлинение А5: не менее 10 %; -Твердость HBW: не менее 350; -Ударная вязкость KСV: не менее 30 Дж/см2 при температуре минус 70 ºС. Это принципиально новый результат мирового уровня, не представленный ранее на мировом рынке. Комбинация основных характеристик разрабатываемого материала превосходит существующие мировые аналоги и представляет собой уникальное сочетание высокой прочности, пластичности, а также износо- и хладостойкости при температуре до минус 70 ºС. Достижение поставленной цели требует решения ряда задач: 1. Разработка и научное обоснование химического состава разрабатываемых материалов; 2. Исследование кинетики распада переохлажденного аустенита при непрерывном охлаждении разрабатываемых материалов.. Построение термокинетических диаграмм; 3. Исследование влияния режимов обработки на протекание структурно-фазовых превращений и формирование свойств разрабатываемых материалов на основе физического моделирования и имитации процессов изготовления образцов проката в условиях лабораторного комплекса Инжинирингового центра на базе ФГБОУ ВО "МГТУ им. Г.И. Носова; 4. Разработка наукоемкой технологии производства листового проката из новых импортозамещающих материалов повышенной прочности и хладостойкости. 5. Разработка рекомендаций по внедрению научно- практических результатов проекта в условиях ведущих металлургических предприятий Челябинской области с учетом технических параметров производства. Научная новизна результатов проекта заключается в: 1. Установлении качественных и количественных закономерностей влияния химического состава и режимов термомеханической обработки на протекание структурно-фазовых превращений, положение критических точек, количественные параметры микроструктуры и формирование комплекса свойств разрабатываемых материалов; 2. Получении новых термокинетических диаграмм (ССТ – диаграммы) разрабатываемых материалов. 3. Разработке научно обоснованного химического состава и технологических режимов изготовления листового проката из новых импортозамещающих материалов повышенной прочности и хладостойкости. Развитие предлагаемого направления и коммерциализация результатов проекта в условиях металлургических предприятий Челябинской области обеспечит условия для решения проблемы импортозамещения материалов специального назначения, в том числе используемых в условиях Крайнего Севера и Арктической зоны Российской Федерации.
Ожидаемые результаты
В результате выполнения проекта впервые будут получены следующие научно-практические результаты: 1. Отчет о патентных исследованиях в рассматриваемой области. 2. Научно обоснованный химический состав нового импортозамещающего материала, обеспечивающего надежность и эффективность работы конструкций и оборудования в сложных климатических условиях, в том числе Арктики и Крайнего Севера; 3. Новые термокинетические диаграммы (ССТ – диаграммы) разрабатываемых материалов. 4. Качественные и количественные закономерности влияния химического состава и режимов термомеханической обработки на протекание структурно-фазовых превращений, положение критических точек, количественные параметры микроструктуры и формирование комплекса свойств разрабатываемого материала. 5. Технологические режимы изготовления высокопрочного хладостойкого проката обладающего уникальным сочетанием высокой прочности, пластичности, а также износо- и хладостойкости при температуре до минус 70 ºС, в том числе: -Временное сопротивление разрыву: не менее 1200 МПа; -Условный предел текучести: не менее 950 МПа; -Относительное удлинение А5: не менее 10 %; -Твердость HBW: не менее 350; -Ударная вязкость KСV: не менее 30 Дж/см2 при температуре минус 70 ºС. 6. Рекомендации по внедрению научно-практических результатов проекта в условиях ведущих металлургических предприятий Челябинской области с учетом технических параметров производства . 7. Лабораторные образцы высокопрочного хладостойкого проката с требуемым уровнем свойств. Следует подчеркнуть, что комбинация основных характеристик разрабатываемых материалов превосходит существующие мировые аналоги и представляет собой уникальное сочетание высокой прочности, пластичности, а также износо- и хладостойкости. Поэтому результаты проекта будут обладать высокой научной ценностью и новизной.
Публикации
- Study of phase and structural transformations in overcooled austenite for high-strength cold resistant steel during continuous cooling / Efimova Yu., Emaleeva D., Gulin A., Adishchev P. // CIS Iron and Steel Review, 2023. Vol. 26. pp. 81–85 [https://doi.org/10.17580/cisisr.2023.02.13]
- Investigation of new steel with increased strength for low temperature applications / Poletskov P., Koptseva N., Efimova Yu. et. al. // Journal of Physics: Conference Series, 2024. Vol. 2845. № 1. article № 012033 [https://doi.org/10.1088/1742-6596/2845/1/012033]
- Development and research of forming the properties in cold resistant steels with strength class not less than 950 MPa for the components of heavy carrying and lifting machines// Poletskov P., Koptseva N., Efimova Yu. et. al. // CIS Iron and Steel Review, 2024. Vol. 28. pp. 63-68 [https://doi.org/10.17580/cisisr.2024.02.11]
- Создание экономнолегированных хладостойких сталей с уровнем прочности не менее 950 МПа для тяжелонагруженной техники / Полецков П.П., Копцева Н.В., Кузнецова А.С. и др. // Металловедение и термическая обработка металлов, 2024. № 12 (834). С. 17-24. [https://doi.org/10.30906/mitom.2024.12.17-24]
- Разработка и исследование формирования свойств хладостойких сталей с уровнем прочности не менее 950 МПа / Кузнецова А.С., Полецков П.П., Копцева Н.В. и др. // Материалы VIII Международной молодежной научно-технической конференции «Magnitogorsk Rolling Practice 2024». Магнитогорск, 2024. С. 47
- Создание новых импортозамещающих материалов повышенной прочности и хладостойкости / Полецков П.П., Копцева Н.В., Ефимова Ю.Ю. и др. // Тезисы докладов 82 международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы современной науки, техники и образования». Магнитогорск, 2024. С. 230