О проекте
Технология асимметричной прокатки
Фундаментальной проблемой при получении сплавов сверхвысокой прочности является неизбежное снижение характеристик пластичности, ударной вязкости, хладостойкости, трещиностойкости, что существенно ограничивает возможности их практического применения. Проект направлен на решение комплекса сложных научных проблем, имеющих прикладное значение, в области создания критически важных технологий асимметричного деформирования при получении и обработке конструкционных сплавов с трудно сочетаемыми механическими свойствами.
Суть проекта:
- Разработка технологии получения ультрахладостойких сверхпрочных низколегированных сталей с изотропной ударной вязкостью за счет формирования ультрамелкозернистой структуры при асимметричной прокатке
- Разработка технологии получения горячекатаных автолистовых сталей третьего поколения с высоким сочетанием прочности и пластичности без необходимости многоступенчатой термической обработки
- Создание конструкционных титановых сплавов с повышенной трещиностойкостью и пластичностью для авиакосмической и энергетической техники
- Разработка нового класса криогенных высокоэнтропийных сплавов с повышенным уровнем прочности и ударной вязкости
В основе всех направлений лежит использование эффекта динамической структурно-фазовой трансформации при асимметричной прокатке сплавов.
В отличие от лучших мировых аналогов, разрабатываемые ультрахладостойкие стали будут иметь в 3–4 раза более высокие характеристики ударной вязкости, пониженную температуру вязко-хрупкого перехода (ниже −100 °C) и улучшенную пластичность. Разрабатываемые горячекатаные автолистовые стали обеспечивают требуемый комплекс механических свойств без применения многоступенчатой термической обработки и при пониженном содержании легирующих элементов, что улучшает свариваемость и позволяет использовать горячее цинкование. Разрабатываемые титановые сплавы имеют повышенный показатель сочетания прочности и пластичности. Разрабатываемые криогенные высокоэнтропийные сплавы имеют на 25–50 % более высокий комплекс механических и эксплуатационных свойств по сравнению с мировыми аналогами.
Результаты и продукт
- Ультрахладостойкие сверхпрочные низколегированные стали с изотропной ударной вязкостью
- Горячекатаные автолистовые стали третьего поколения с повышенным сочетанием прочности и пластичности
- Конструкционные двухфазные титановые сплавы с улучшенным балансом прочности и трещиностойкости
- Новый класс криогенных высокоэнтропийных сплавов (ВЭС) с повышенным уровнем прочности и ударной вязкости
Характеристики
Ультрахладостойкие стали:
- Прочность: σв > 1000 МПа
- Предел текучести: σт = 900–1200 МПа
- Ударная вязкость: KCV ≥ 200 Дж/см² при −90 °С
- Коэффициент анизотропии ≤ 10%
Горячекатаные автолистовые стали:
- Толщина: 2–6 мм
- Прочность: σв > 1000 МПа
- Предел текучести: σт = 900–1200 МПа
- Комплексный показатель σв·δ = 20–30 ГПа·%
Конструкционные титановые сплавы:
- Прочность: σв ≥ 1000 МПа
- Показатель σв·δ = 20–30 ГПа·%
- Повышенная статическая и циклическая трещиностойкость (в 1,5–2 раза выше обычных)
Криогенные высокоэнтропийные сплавы:
- Предел текучести: σт ≥ 1300 МПа
- Прочность: σв ≥ 1500 МПа
- Комплексный показатель σв·δ ≥ 30 ГПа·%
Ударная вязкость:
- KCU ≥ 300 Дж/см² при комнатной температуре,
- KCU ≥ 200 Дж/см² при −196 °С;
- Диапазон эксплуатации: от −269 до +700 °С.
Внедрение и коммерциализация
Имеется запрос от крупнейших предприятий (ПАО «ММК» и ПАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА») на разработку комплекса наукоемких технологий производства перспективных материалов по четырем направлениям (ультрахладостойкие стали, автолистовые стали, титановые сплавы, криогенные ВЭС).