О программе
Аннотация
Целевая научно-техническая программа «Разработка и внедрение технологии изготовления сложнолегированных сталей с гомогенной структурой за счет синергии воздействий на расплав».
Цель программы: Разработка технологии изготовления сложнолегированных сталей с гомогенной и бездефектной структурой за счет синергии внешнего и внутреннего воздействия на расплав в процессе первичной кристаллизации нанопорошковыми модификаторами, инокуляторами и совместной магнитной и вибрационной обработкой для повышения эксплуатационных свойств отливок и последующим внедрением технологии на производстве.
Актуальность программы определяется следующим.
Одной из ведущих секторов экономики нашей страны является горно-металлургическая отрасль. Значительная часть оборудования, используемого в горно-металлургической отрасли, работает в крайне агрессивных условиях (износ, высокие температуры, коррозионное воздействие и пр.).
В связи с этим большая часть оборудования изготавливается из сложнолегированных сталей, что определяет высокую стоимость. При этом продолжительность эксплуатации оборудования обычно составляет, в среднем, не более двух лет, после чего происходит замена или ремонт. Это, в свою очередь, приводит к простоям, снижению производительности и т.д.
В связи с этим для повышения надежности и сроков эксплуатации оборудования требуется использование материалов с повышенными эксплуатационными свойствами. При этом возможности увеличения механических свойств и долговечности сложнолегированных сталей за счет использования новых легирующих элементов и/или термической обработки практически исчерпаны.
Применение новых легирующих элементов в таких сталях фактически приводит к разработке новых сплавов с последующей отработкой технологических режимов выплавки, изготовления отливок, финишной обработки деталей и т.д. В таком случае требуются материальные и временные вложения в разработку новой технологии и внедрении ее на производстве.
Данная программа предлагает подойти к решению создания деталей из сложнолегированных сталей с повышенными эксплуатационными свойствами с использованием принципиально нового подхода, обеспечивающего минимальные затраты для улучшения механических свойств и долговечности эксплуатации деталей из таких сталей.
Научная новизна программы. В основе идеи лежит использование одновременного внутреннего (инокуляторы, нанопорошки модификаторов) и внешнего (магнитная обработка, механические колебания) воздействия на расплав в период первичной кристаллизации уже существующих марок сталей.
Такое воздействие приведет к формированию гомогенной бездефектной структуры, что позволит обеспечить новый уровень эксплуатационных свойств. В структуре будет изменена морфология зерен, повысится гомогенность, будет исключена химическая ликвация, снизится содержание неметаллических включений, будут созданы условия для образования новых упрочняющие высокодисперсных фаз.
Предлагаемая технология воздействия на расплав заключается в использовании нанопорошков модификаторов и инокуляторов различной природы и последующей обработке расплава механическими колебаниями (вибрацией) и магнитным полем.
В качестве наномодификаторов предлагается использовать наноразмерные тугоплавкие порошки карбидов и оксидов некоторых металлов, а в качестве инокуляторов - техногенные отходы литейного и металлургического производства. Модификаторы будут способствовать измельчению структуры за счет увеличения скорости образования центров кристаллизации, а инокуляторы позволят регулировать скорость и равномерность процесса кристаллизации.
Принципиальное отличие предлагаемой идеи заключается в синергии воздействия на формирование структуры слитка при одновременном применении внутреннего (введение инокуляторов и наномодификаторов) и внешнего (магнитное поле, механическая вибрация) воздействия на расплав в период первичной кристаллизации.
Разработанная технология не приведет к значительному усложнению технологического процесса и не потребует больших инвестиций для приобретения основных средств (за исключением установки для создания магнитного поля). При этом в некоторых случаях можно будет исключить или упростить термическую обработку деталей.
Ожидаемым результатом разработанной технологии будут повышение основных показателей качества сталей, таких как величина ударной вязкости, предел прочности на растяжение и сжатие, износостойкость, чистота структуры по неметаллическим включениям и газам. Ожидаемое увеличение этих показателей составляет 15-20%.
Следует отметить, что внедрение разработанной технологии не приведет к значительному повышению себестоимости продукции, т.к. для предлагаемого комплексного воздействия на сплав необходимо небольшое количество (до 1%) наномодификаторов и инокуляторов, а начальные инвестиции на закуп дополнительного оборудования компенсируются повышением качества готовой продукции и увеличением сроков эксплуатации деталей.
Основные подходы к проведению исследований заключаются в получении информации и ее анализе, разработке гипотез механизмов упрочнения в результате одновременного внутреннего и внешнего воздействия на сплав и их экспериментальном подтверждении.
Достичь решения поставленных задач позволит использование современных методов исследования: рентгенофазового анализа, электронной микроскопии, микро-рентгеноспектрального анализа, методов определения механических свойств, использование компьютерного моделирования.
С целью подтверждения объективности полученных результатов планируется провести контрольные исследования в лабораториях Института металлургии Ж. Ламюра (Университет Лотарингии, г.Нанси, Франция), Вильнюсского технического университета Гедиминаса (г.Вильнюс, Литва), НИУ СПбПУ Петра Великого (г.Санкт-Петербург, Россия).
Значимость программы. Разработанная технология для Казахстана имеет стратегическое значение, поскольку ее использование позволит решить одну из существующих проблем черной металлургии страны – собственное производство сложнолегированных сталей. В Казахстане сейчас сложнолегированные стали почти не изготавливаются, более 92% всего потребляемого объема таких сталей ввозится из-за рубежа. Тот объем, который производится в стране, имеет достаточно низкое качество вследствие различных причин.
Использование разработанной технологии позволит повысить качество производимой стали и, в целом, сократить импорт сложнолегированных сталей. производимой стали.
Достижение всех поставленных в Программе задач окажет положительный эффект на социально-экономическое состояние страны в целом, так как разработанная технология позволит увеличить ассортимент выпускаемых деталей и количество рабочих мест, снизить объем импорта.
Востребованность в результатах Программы на производстве подтверждается наличием софинансирования со стороны одного из ведущих производителей горно-металлургического оборудования в РК ТОО «КМЗ им. Пархоменко» (г. Караганда).
Пояснительная записка
Общая концепция программы.
2.1. Вводная часть.
Основная идея программы заключается в использовании одновременного внутреннего (инокуляторы, наномодификаторы) и внешнего (магнитная обработка, механические колебания) воздействия на расплав в период первичной кристаллизации сложнолегированных сталей.
Такое воздействие приведет к формированию гомогенной бездефектной структуры, что позволит обеспечить новый уровень эксплуатационных свойств. В структуре будет изменена морфология зерен, повысится гомогенность, будет исключена химическая ликвация, снизится содержание неметаллических включений, будут созданы условия для образования новых упрочняющие высокодисперсных фаз. Подобная структура обеспечит значительное повышение механических свойств, что позволит увеличить срок эксплуатации деталей.
Предлагаемая технология воздействия на расплав заключается в использовании нанопорошков модификаторов и инокуляторов различной природы и последующей обработке расплава механическими колебаниями (вибрацией) и магнитным полем.
В качестве наномодификаторов предлагается использовать наноразмерные тугоплавкие порошки карбидов и оксидов некоторых металлов, а в качестве инокуляторов - техногенные отходы литейного и металлургического производства. Модификаторы будут способствовать измельчению структуры за счет увеличения скорости образования центров кристаллизации, а инокуляторы позволят регулировать скорость и равномерность процесса кристаллизации.
Ожидаемым результатом разработанной технологии будут повышение основных показателей качества сталей, таких как величина ударной вязкости, предел прочности на растяжение и сжатие, износостойкость, чистота структуры по неметаллическим включениям и газам. Ожидаемое увеличение этих показателей составляет 15-20%.
Следует отметить, что внедрение разработанной технологии не приведет к значительному повышению себестоимости продукции, т.к. для предлагаемого комплексного воздействия на сплав необходимо небольшое количество (до 1%) наномодификаторов и инокуляторов, а начальные инвестиции на закуп дополнительного оборудования компенсируются повышением качества готовой продукции и увеличением сроков эксплуатации деталей.
2.2. Цель программы.
Разработка технологии изготовления сложнолегированных сталей с гомогенной и бездефектной структурой за счет синергии внешнего и внутреннего воздействия на расплав в процессе первичной кристаллизации нанопорошковыми модификаторами, инокуляторами и совместной магнитной и вибрационной обработкой для повышения эксплуатационных свойств отливок и последующим внедрением технологии на производстве.
2.3. Задачи программы.
1. Мониторинг Казахстанского рынка с целью определения использования сложнолегированных сталей и мониторинг мировых трендов, управления структурой и свойствами и анализ условий адаптации их к промышленным условиям РК.
В результате решения указанной задачи:
- будут определены наиболее распространенные марки легированных сталей, используемые в РК при производстве деталей горно-металлургического оборудования, выявлены проблемы при их изготовлении и эксплуатации;
- на основе информационного анализа определены виды наномодификаторов и инокуляторов.
Критерием выполнения указанной задачи будет являться выбор объектов исследований и предметов исследований.
2. Определение и выполнение мероприятий по логистике с целью эффективного реализации всех технологических этапов.
Решение данной задачи является важным для определения последовательности выполнения технологии.
Критерием выполнения указанной задачи будет являться блок-схема процесса с наличием привязки к определенным производственным площадкам.
3. Математическое и компьютерное моделирование термодинамических систем сложнолегированных сталей.
Данная задача позволит описать процессы фазообразования, происходящие при кристаллизации сложнолегированных сталей при воздействии на них различных факторов.
Критерием успешности решения поставленной задачи будут являться смоделированные диаграммы состояния термодинамического равновесия опытных систем и предварительные математические зависимости различных технологических параметров на свойства расплава.
4. Разработка технологии обработки расплава после выпуска из печи за счет управления структурой и свойствами путем введения нанопрошковых модификаторов и внешнего воздействия в период кристаллизации.
В данной задаче имеется несколько подзадач, что свидетельствует о том, что эта задача является основной:
- выбор видов наномодификаторов и инокуляторов с учетом имеющихся данных о современном производстве;
- разработка гипотезы улучшения свойств сложнолегированного сплава при использовании наномодификаторов и обработки магнитным и механическим воздействиями;
- проведение базовых экспериментов в лабораторных условиях и составление матрицы планирования эксперимента;
Критерием успешности решения поставленной задачи будут являться составление предварительной технологической карты с определением всех технологических параметров.
5. Исследование структуры и свойств сложнолегированной стали, отвержденной по разработанным технологически режимам с целью корректировки процесса обработки стали.
Эта задача является постоянной в течение всего продолжения выполнения Программы и напрямую связана с предыдущей.
Критерием выполнения данной задачи будет являться установление зависимостей между количеством и природой наномодификаторов и инокуляторов, параметров режимов магнитного и механического воздействий на структуру и свойства исследуемых объектов.
6. Апробация разработанной технологии в промышленных условиях и изготовление партии отливок с целью определения их долговечности в условиях эксплуатации.
По результатам решения этой задачи будут определены условия и проведена корректировка технологических режимов использования технологии на производстве по результатам апробации разработанной технологии.
Критерием полноты выполнения поставленной задачи будет являться акт проведения промышленных испытаний и изготовление опытных образцов.
7. Разработка технологической документации для дальнейшего внедрения разработанной технологии на предприятиях страны, специализирующихся на металлургическом и литейном производствах.
Важность решения этой задачи заключается в необходимости использования регламентов на производстве для внедрения разработанной технологии, для продвижения полученных результатов посредством рекламной кампании с последующей коммерциализацией результатов Программы.
Критерием выполнения задачи будет являться акт внедрения и согласованная с соответствующим производством технологическая карта процесса.
8. Проведение рекламной кампании разработанной технологии с целью расширения круга потенциальных потребителей, продвижениея продукта на рынке и повышения его конкурентноспособности.
Решение представленной задачи будет способствовать популяризации достигнутых результатов, поиску потенциальных партнеров, что позволит коммерциализировать научные результаты Программы.
Критерием решения этой задачи будет являться подписание не менее 3 соглашений о намерении с партнерами на производстве.
3) Уровень технологической готовности разработки на этапе подачи – уровень 5-6 (Экспериментальные разработки - опытное производство и испытания)
В настоящее время проведены лабораторные исследования по влиянию технологических режимов ультразвукового и механического воздействия на структуру и свойства сплавов. Также отдельно проведены исследования по отработке технологии использования инокуляторов и модификаторов при введении их в отливку непосредственно в литейную форму. Доказано, что применение внешнего и внутреннего воздействия на кристаллизующийся расплав способствует выравниванию структуры по всему объему отливки, минимизирует химическую ликвацию, позволяет избегать литейных дефектов. Результаты этих исследований опубликованы в журналах, рекомендованных КОКСНВО.
На ТОО «КМЗ им. Пархоменко» проводились опытные испытания по использованию полученных технологических режимов для повышения качества литья в производственных условиях. Однако, данные испытания проводились отдельно по внешнему и внутреннему воздействию на структуру и свойства отливок.
Следующим шагом для данной комплексной технологии получения бездефектных гомогенных сложнолегированных сталей является использование комплексного одновременного внутреннего и внешнего воздействия.
Уровень технологической готовности разработки по завершению программы -– уровень 9 (экспериментальные разработки - производство).
После отработки и корректировки режимов комплексного воздействия на отливку в лабораторных и производственных условиях будет разработан полный комплект технологической документации, а сама технология будут внедрена в производство на одном профильном предприятии.
По результатам ранее проведенных исследований опубликовано более 10 статей в в журналах, рекомендованных КОКСНВО и в журналах входящих в перечень Scopus, получены 5 патентов РК и 1 евразийский патент.
Научная новизна и значимость программы
1) Условия работы оборудования в горно-металлургическом секторе являются тяжелыми: высокая температура, повышенный износ, наличие газовой коррозии, большие нагрузки, продолжительный срок эксплуатации и др. Соответственно, к применяемым в горно-металлургическом секторе материалам, предъявляются повышенные требования к основным свойствам (прочности, твердости, ударной вязкости) и специальным свойствам (износостойкости, жаропрочности и др.). Очевидно, что для обеспечения таких свойств для изготовления используются либо специальные сплавы, либо сложнолегированные стали [1].
Однако в настоящее время резерв увеличения свойств за счет использования новых легирующих элементов или совершенствования термической обработки практически исчерпан. Кроме того, в таком случае требуются значительные материальные и временные вложения в разработку новой технологии и внедрение ее на производстве.
Поэтому одним из современных трендов повышения свойств сложнолегированных сталей является применение разных способов воздействия, связанных, например, с наномодифицированием, механическим вибрационным воздействием, влиянием магнитного поля и ультразвуком на расплав или другими воздействиями.
Надо отметить, что одним из основных трендов совершенствования свойств легированных сталей является наномодифицирование [1- 12] , при этом полученная после подобной обработки сталь рассматривается как армированный или композиционный материал нового поколения [4, 7,11]. Во всех указанных работах показано, что введение наночастиц тугоплавких соединений в расплав легированной стали приводит к измельчению зерна, повышению твердости и прочности. В некоторых случаях введение наномодификаторов приводит к повышению специальных свойств таких, как износостойкость или жаропрочность.
В ранее проведенных исследованиях [13-15] авторами Программы показаны результаты работ по влиянию инокуляторов и наномодификаторов различной природы на структурные и прочностные характеристики легированных сталей. В этих трудах показана положительная динамика воздействия как инокуляторов, так и наномодификаторов на свойства сталей. Ранее достигнутые авторами Программы результаты планируется использовать при разработке технологии изготовления сложнолегированных сталей с гомогенной бездефектной структурой за счет синергии внешнего и внутреннего воздействия на расплав.
Другим популярным трендом совершенствования свойств легированных сталей является внепечное воздействие на расплав. В качестве такого воздействия рассматриваются вибрация, ультразвуковая обработка, воздействие магнитным полем [16 -25].
В работе [16] рассматривается и анализируется зависимость свойств сплава от воздействия на него в процессе кристаллизации магнитного поля, ультразвуковых и вибрационных воздействий. В работе отмечено, что, несмотря на имеющееся расхождение количественного воздействия внешних факторов на механические свойства сплава, качественное влияние определяется повышением прочностных характеристик под влиянием магнитного поля, ультразвуковых и вибрационных воздействий.
В работе [17] приведены результаты исследований воздействия магнитного поля на прочностные характеристики и условный предел текучести стали 35ХМ. В качестве образцов рассматривались детали двигателей, полученные как традиционным способом, так и после воздействия на них магнитного поля. Отмечено, что предел прочности повышается на 12-15%, а плотность дислокаций увеличивается. Повышение гомогенности структуры определяет снижение микродефектов, и, как следствие, улучшает механические свойства всего сплава.
Также улучшение свойств сплавов вследствие воздействия магнитного поля показаны в работах [18-20]. Во всех этих источниках рассматривалось воздействие магнитного поля на разные объекты исследований (алюминиевые сплавы, различные марки сталей), при этом показано, что при воздействии магнитного поля наблюдается положительная динамика скорости образования зародышей в период первого этапа первичной кристаллизации, уменьшение размеров зерен и плотности дислокаций. При этом уровень влияния магнитного поля определяется его характеристиками. Также отмечается наличие «эффекта памяти» магнитного воздействия, который продолжается порядка 5-15 минут.
В работе [21] показано положительное влияние внешнего воздействия на микроструктуру и свойства композитов из медных сплавов. Отмечено повышение предела прочности, предела текучести и относительного удлинения.
Отметим, что ранее выполненный литературный анализ уровня состояния вопроса в данной области однозначно показывает целесообразность воздействия наномодифицирования на сталь с одновременным использованием внешних механических или магнитных воздействий.
Однако во всех источниках наномодифицирование проводилось непосредственно в печи, а воздействие магнитного поля или механических колебаний рассматривалось как последующая операция обработки стали.
Отличительной особенностью предлагаемого проекта является одновременное использование внутреннего (введение в расплав инокуляторов и наномодификаторов определённого состава) и внешнего (использование магнитного поля и механическая вибрация) воздействия на расплав в период первичной кристаллизации. Предлагается проводить наномодифицирование непосредственно в ковше (изложнице) с полседующей обработкой вибрацией и магнитным полем. В таком комплексном сочетании воздействий будет достигнута максимальная синергетическая степень положительного влияния всех факторов воздействия для улучшения структуры, снижения ликвации, газонасыщенности, улучшения основных механических и специальных свойств.
Правильный выбор наномодификатора (происхождение, условия введение в расплав, фракционный состав) дадут возможность улучшения как прочностных, так и специальных свойств легированной стали.
Надо отметить, что использование наномодификатора нужной природы позволит придать совершенно новые свойства уже известным маркам стали, т.к. введение наномодификаторов фактически приводит к созданию материала новой природы, как армированный или композиционного без значительного изменения химического состава. В этом случае наночастицы или новые фазы внедрения, связанные с введением нанодобавок, играют роль «каркаса» в существующей матрице. Надо подчеркнуть, что термин «наномодифицирование» в данном случае имеет более широкое значение, т.к. предполагает не только изменение структуры, но также и возможное образование новых фаз, в случае, например, использования наночастиц тугоплавких металлов.
Для нашей страны предлагаемая Программа является принципиально новой, поскольку практически отсутствуют исследования, посвященные комплексному воздействию на расплав легированных сталей. Следует подчеркнуть, что при этом вопросимеет стратегическое значение , поскольку появится возможность в значительной степени увеличить качество производимых сложнолегированных сталей, увеличить долговечность деталей на практике в результате увеличения характеристик основных и специальных свойств. Применение такого комплексного воздействия на сталь не потребует значительных инвестиций, для технологии будут использоваться существующие основные средства. Предлагаемая к разработке технология будут успешно адаптирована к существующим в производстве технологическим цепочкам, а окупаемость проекта будет получена в небольшие сроки.
2) Реализация программы направлена на решение основных задач Концепции развития обрабатывающей промышленности на 2023-2029гг.: «…- Опережающее создание специализированных факторов производства в пространственных "точках роста";
- Создание новых крупных капиталоемких и наукоемких производств;
- В секторе горнорудного машиностроения необходимо создание литейных предприятий (цехов) для производства заготовок для машиностроительной отрасли;
- В секторе железнодорожного машиностроения необходимо освоить литейное производство, поковку и штамповку для предприятий…».
Кроме того, Программа направлена на решение задач Стратегии «Казахстан - 2050»: «К 2050 году Казахстан должен полностью обновить свои производственные активы в соответствии с самыми новейшими технологическими стандартами. В самых конкурентоспособных отраслях нам нужно активно разрабатывать стратегии формирования новых рыночных ниш для отечественных производителей» и Стратегического план развития Республики Казахстан до 2025 года по приоритету «Создание основ для новой экономики».
Горно-металлургический сектор, как и в целом, обрабатывающая промышленность, является одной основных для экономики нашей страны. При этом следует подчеркнуть, что значительная часть производимой в этом секторе продукции не обладает высокой добавочной стоимостью. Например, в Казахстане, по различным оценкам, производится только 5-7% легированной стали от объема потребляемой в целом, а недостающее количество стали ввозится в страну как импорт. Такая ситуация свидетельствует о прямой зависимости нашей страны от поставок из-за рубежа и вызывает повышение стоимости изготавливаемой продукции на основе легированных сталей.
При этом в ассортименте изготавливаемых в Казахстане марок легированных сталей мало качественных сталей и вообще выбор таких сталей незначителен. Это в свою очередь, приводит к ограничению выбора в изготовлении собственных сменных деталей, следовательно, в этом сегменте импорт еще более значителен.
В то же время в нашей стране имеются большие возможности для изготовления собственных легированных сталей в значительном ассортименте. Реализация предлагаемой Программы будут способствовать решению этих стратегически важных задач.
Разработка предлагаемой технологии и ее дальнейшее внедрение на производстве обеспечит улучшение качества изготавливаемых в Казахстане легированных сталей и расширит ассортимент собственных производимых сменных деталей оборудования в горно-металлургическом секторе.
Новые знания будут способствовать развитию национальной школы металловедения и физики металлов, что даст возможность отечественной металлургической науке выйти на принципиально новый уровень.
3) Значительная часть проводимых исследований по развитию металлургической отрасли страны связана с увеличением эффективности извлечения металлов из руд различных месторождений и их обогащением. Основным итогом этих исследований являются технологические режимы получения металлических концентратов или ферросплавов, которые составляют около 91% экспорта металлургической продукции.
При этом в страну импортируются легированные стали, прокат, трубы и другая продукция с высокой добавочной стоимостью.
Выпуск легированных сталей в Казахстане развит слабо, в основном вследствие отсутствия основных средств для изготовления таких сталей. В таком металлургическом гиганте в нашей стране как АО «Qarmet» отсутствуют электродуговые печей, без которых проблематично производить легированные стали. В других предприятиях, ориентированных на выпуск сталей, имеются незначительные производственные мощности, которые не позволяют выпускать стали широкого ассортимента с высоким качеством.
Все это обуславливает сложившуюся ситуацию, когда Казахстан в значительной степени зависит от поставляемых в качестве импорта легированных сталей. Реализация и использование в производстве предлагаемой технологии даст возможность качественно улучшить сложнолегированные стали при минимальных затратах. При этом будет расширен ассортимент производимых деталей из сложнолегированных сталей и в результате тем самым снизится зависимость от импорта.
Примером является текущая ситуация с грунтовыми насосами, потребность в которых в горно-металлургическом секторе весьма значительна. На настоящий момент детали для грунтовых насосов поставляются из-за рубежа, так как отечественное производство не может наладить их выпуск в условиях отсутствия качественных легированных сталей. Использование отлаженной технологии комплексной обработки для получения качественных сложнолегированных сталей даст возможность обеспечить выпуск подобной продукции.
4) Аналогов данной технологии в РК не имеется, поскольку исследований по данному направлению практически нет. При этом в мировой практике применение наномодификаторов в сочетании с обработкой внешними факторами с целью повышения качества легированных сталей является одним из трендов. Однако, следует указать, что в проводимых в настоящее время исследованиях такие способы воздействия на сталь в период первичной кристаллизации рассматриваются как отдельные технологии. Сведения об одновременном применении таких воздействий, и описания самих технологических операций в публикациях из открытого доступа не были обнаружены.
Реализация и использование в производстве предлагаемой технологии даст возможность качественно улучшить сложнолегированные стали при минимальных затратах. Механические свойства таких сталей увеличатся на 25-30 %, что будет способствовать конкурентоспособности казахстанской продукции в данной отрасли экономики и с течением времени даст возможность заменить аналогичные товары, как на внутреннем рынке, так и появится возможность продукции выйти на международный уровень.
5) Аналоги разрабатываемой технологии в настоящее время отсутствуют. Принципиальным отличием предлагаемой идеи является одновременное использование внутреннего (введение в расплав инокуляторов и наномодификаторов определённого состава) и внешнего (использование магнитного поля и механической вибрации) воздействия на расплав в период первичной кристаллизации.
Разработанная технология одновременного внешнего и внутреннего воздействия на сплав не приведет к значительному увеличению производственной площади, не потребует больших инвестиций для приобретения основных средств (за исключением установки для создания магнитного поля). При этом в некоторых случаях можно будет исключить или упростить термическую обработку деталей.
Применение целевых наномодификаторов даст возможность увеличить как качество структуры слитка, так и механические и специальные свойства сложнолегированных сталей.
6) Конечным продуктом реализации Программы является технология изготовления сложнолегированных сталей с гомогенной бездефектной структурой за счет синергии внешнего и внутреннего воздействия на расплав.
Аналогов предлагаемой к разработке технологии нет, экспериментальные образцы будут иметь механические и эксплуатационные свойства на 25-30 % выше, чем применяемые сейчас на практике.
Также следует подчеркнуть, что при этом себестоимость отливок и сплава в целом по предварительным оценкам увеличится не более, чем на 4-6% за счет небольшого количества применяемых наномодификаторов.
В случае наличия у потенциального производителя основных средств для осуществления магнитного или механического влияния на кристаллизующийся расплав, то себестоимость продукции практически не изменится.
7) Заявители имеют опыт проведения исследовательских работ в предлагаемом направлении. Авторы ранее занимались вопросами влияния наномодифицирования на структуру и свойства сплавов, полученные результаты проведенных исследований опубликованы в открытой печати.
Решенные научно-исследовательские задачи непосредственно связаны с предлагаемой Программой, поскольку дают возможность применять ранее полученные знания при определении и проведении последующих экспериментов. Однако в ранних исследованиях заявители не касались вопросов магнитного воздействия на расплавы и использовали ограниченный ряд наномодификаторов.
