Молодые ученые ФМ факультета изобрели новые технологии получения стали и изготовления литых деталей из интерметаллидного титан-алюминиевого сплава

Молодые ученые физико-металлургического факультета стали победителями конкурса «У.М.Н.И.К.» в направлении «Современные материалы и технология их создания».

Ассистент кафедры «Металлургия и литейное производство» Семен Салихов представил на конкурсе проект «Разработка сквозной энерго- и ресурсосберегающей технологии прямой переработки кусковой сидеритовой руды в сталь» (научный руководитель - профессор Василий Рощин).

Проект является частью работы кафедры «Металлургия и литейное производство», которая занимается технологиями переработки руд и получения их них стали. Основываясь на теории механизмов восстановления, разработанной на кафедре, молодой ученый придумал схему, по которой из сидерита можно получить готовую сталь, а также второй дополнительный продукт – высокомагнезиальный шлак, который может быть использован в огнеупорной промышленности.

«Современная переработка руды в мире – двухстадийная: сначала из нее получают чугун, а потом уже сталь, - говорит Семен Салихов. - Новизна нашей технологии в том, что мы из руды сразу получаем сталь, минуя процесс коксохимического и аглодоменного производства. В Челябинской области есть Бакальское месторождение сидеритовой руды. Запасы большие – около миллиарда тонн, примерно на 100 лет работы крупному металлургическому предприятию. Технологий переработки этой руды пока нет, потому что она имеет определенные особенности».

Сейчас на кафедре проводятся эксперименты с помощью методов моделирования и на практике - в лабораторных печах. В планах ученого получить по разработанной технологии несколько десятков тонн материала и провести эксперимент на промышленном оборудовании.

Еще один победитель конкурса - магистрант 1 курса кафедры «Металлургия и литейное производство» Раниль Габбасов представил на суд жюри новые технологические решения, повышающие качество литья из интерметаллидных сплавов. Тема его проекта: «Разработка материалов и технологии производства ответственных литых деталей на основе титан-алюминиевых интерметаллидов» (научный руководитель – профессор Виталий Дубровин).

Титан-алюминиевый интерметаллид - это сплав, обладающий высокой удельной прочностью при небольшой плотности. Он может применяться на предприятиях авиационного моторостроения, в частности, как материал для компрессорных лопаток перспективного авиационного двигателя ПД-14 пятого поколения, который недавно был представлен Президенту РФ Владимиру Путину в Нижнем Тагиле. Кроме того, у сплава есть большие перспективы для применения в космическом двигателестроении.

«На сегодняшний день в авиастроении традиционно используются жаропрочные никелевые сплавы, плотность которых составляет примерно 8,9 г/см3. Плотность интерметаллидного титан- алюминиевого сплава составляет всего 3,9 г/см3, а температура эксплуатации 750˚С , что позволяет уменьшить массу компрессора авиационного двигателя на 15-20%, достичь экономии топлива и повысить удельную мощность двигателя, - рассказывает Раниль Габбасов. - Разработка огнеупорных составов для плавки титан-алюминиевых сплавов в установках типа “Titancast” позволит заменить импортные дорогостоящие тигли на тигли собственного производства. При разработке формовочных смесей замена этилсиликата на водные кремне- и алюмозолей позволит снизить затраты на изготовление форм и улучшит санитарно-гигиенические условия в литейных цехах».

Ученый отмечает, что проектирование литниковых систем на основе компьютерного моделирования дает возможность максимально снизить или исключить натурные эксперименты, т.е сэкономить затраты на изготовление и монтаж оснастки, опытной плавки и заливки, анализ экспериментальных отливок. С учетом высокой стоимости сплава это позволит добиться экономии материальных ресурсов и сократить в 4-6 раз время внедрения в производство новых изделий.

По словам научного руководителя проекта Виталия Дубровина, интерметаллидные титан-алюминиевые сплавы уже получены, но технологии литья до сих пор не отработаны из-за  высокой химической активности данных сплавов в процессе плавки и литья, их низкой жидкотекучести и значительной объемной усадки.

В процессе выполнения проекта Раниля Габбасова будет произведена оценка технологических свойств интерметаллидного титан-алюминиевого сплава, поведения материалов тиглей и форм при высоких температурах в различных атмосферах, исследованы процесса взаимодействия сплава с тиглем и литейной формой. На основе этих данных будут получены составы керамических композиций для огнеупорных керамических тиглей и термохимически стойких литейных форм, применяемых при плавке химически активных сплавов. На завершающем этапе проекта будет произведено компьютерное моделирование условий формирования отливки с помощью системы «ProCAST». На это также нацелена моя магистерская диссертация.

Сейчас ученые кафедры занимаются разработками в данном направлении и ожидают ответа от предприятия-партнера. 

Каждый победитель конкурса «У.М.Н.И.К.» получил право на заключение государственного контракта с Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере на выполнение НИР в рамках заявленной темы проекта на сумму 400 тысяч рублей.

Контактное лицо по новости Мария Ильина, тел. 267-99-83
Вы нашли ошибку в тексте:
Просто нажмите кнопку «Сообщить об ошибке» — этого достаточно. Также вы можете добавить комментарий.