В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 01.08.2014 года № 14.575.21.0071 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на
- проведение эксперимента, моделирующего условия эксплуатации и учитывающего возможности существующих технологий: исследование механических свойств экспериментальных образцов сталей нового типа, легированных азотом, в диапазоне эксплуатационных температур и нагрузок; исследование коррозионных свойств новых экспериментальных образцов сталей нового типа, легированных азотом в эксплуатационных средах и нагрузках; исследование структурного состояния новых экспериментальных образцов сталей нового типа, легированных азотом, после испытаний;
- обобщение и оценка результатов комплексного исследования, включающего теоретический анализ и изучение технологических возможностей создания экспериментальных образцов сталей нового типа, легированных азотом от его жидкого состояния до состояния конечного продукта;
- оценка полноты решения задач и достижения поставленной цели ПНИ и оценка эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем;
- разработка технических требований и предложений по разработке, производству и эксплуатации продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера — организации реального сектора экономики;
- разработка проекта технического задания на проведение ОТР по теме «Разработка технологии опытно-промышленного производства сталей нового типа, в том числе легированных азотом, применительно к условиям Арктики для использования при добыче, хранении и транспортировке газа и нефти».
При этом получены следующие результаты:
Проведены обобщение и оценка результатов комплексного исследования, включающего теоретический анализ и изучение технологических возможностей создания экспериментальных образцов сталей нового типа, легированных азотом, от жидкого состояния до состояния конечного продукта, эксперимент, моделирующий условия эксплуатации и учитывающий возможности существующих технологий.
В качестве готовой продукции предложен горячекатаный лист толщиной
- Гарантированные механические свойства: σВ = 800 — 1000 МПа, δ> 25 %, KCU-100 > 1,5 МДж/м2;
- Устойчивая микроструктура в интервале температур от минус 100 до плюс 100 оС;
- Высокая стойкость к различным видам коррозии в морской воде и в биоактивных средах; скорость общей коррозии в морской воде не более 0,01 мм/год;
- Высокая устойчивость к длительным циклическим и ударным нагружениям;
- Стабильность свойств и структуры при ≥ 106 циклов;
- Свариваемость в толщинах от 3 до 13 мм.
Кроме того, рассмотрены дополнительные требования к металлопродукту из разработанных сталей: отсутствие δ-феррита, низкая магнитная проницаемость (µ0 не более 1,002), показатели сопротивления коррозии в морской воде под нагрузкой (КРН), питтингообразования после многоцикловой N = 106 циклов нагрузки, а также общей коррозии в H2SO4 и H2SO4 + H2 не хуже, чем у стали Х18Н9.
Результаты тестирования листового проката толщиной 4 ÷ 13 мм образцов новых разработанных сталей 05Х19Г9Н6АМ, 06Х19Г10Н6Д2АМ и сталей сравнения 5А (Х18Н9) и 6А (Х18АН9 — аналог стали 304L), а также стали 06Х19Г10Н6Д4АМР в литом состоянии показали, что предложенная система легирования и разработанные сбалансированные составы нового класса высокопрочных азотистых коррозионных сталей позволяют получать металлопродукт заданного ТЗ качества на существующем оборудовании по близким к традиционным технологиям. Установленные закономерности выбора состава, формирования структуры и свойств новых сталей расширяют области перспективного использования азотистых сталей.
На основании комплексного исследования, включающего теоретический анализ, изучение технологических возможностей создания сталей, легированных азотом, экспериментальных исследований строения и свойств сталей конкретных представительных составов в литом состоянии и после различных обработок (листовой прокат) доказано, что разработан новый тип высокопрочных аустенитных азотистых сталей, перспективных для производства и широкой области применения. Создана методология поиска рациональных составов, учитывающая технологические проблемы, возникающие в цикле производства именно азотистых сталей: от выплавки до заключительной стадии.
Разработанные стали аттестованы по большому числу показателей и возможных условий эксплуатации.
Анализ широкого спектра механических и специальных свойств новых разработанных сталей показывает, что эти стали по целому ряду показателей превосходят лучшие отечественные и зарубежные предложения. Эти стали можно рекомендовать в качестве перспективных так называемых «арктических сталей».
Особенно следует отметить следующее:
Разработанные стали отличаются менее сложным легированием, меньшим содержанием никеля, в целом сбалансированным составом, включая рациональное содержание азота.
Сформулированы технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера — организации реального сектора экономики.
Разработан проект технического задания на проведение ОТР по теме «Разработка технологии опытно-промышленного производства сталей нового типа, в том числе легированных азотом, применительно к условиям Арктики для использования при добыче, хранении и транспортировке газа и нефти».
В целях коммерциализации результатов интеллектуальной деятельности, полученных в рамках проекта НИТУ «МИСиС» и индустриальный партнер НТЦ «ТСМ» подписали лицензионный договор о предоставлении права использования изобретения, охраняемого патентом РФ № 2584315 от 20.05.2016 «Конструкционная криогенная аустенитная высокопрочная коррозионностойкая, в том числе биоактивных средах, свариваемая сталь и способ ее обработки».
Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.
