Д1к МУ - ЦНИИчермет им. И.П. Бардина

Резюме проекта, выполняемого
в рамках ФЦП
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научнотехнологического комплекса России на 2014 – 2020 годы»
<по этапу №2>
Номер Соглашения о предоставлении субсидии: 14.625.21.0008
Тема: «Разработка основ комплексной технологии производства проката новых многофазных
наноструктурированных автолистовых сталей с улучшенным комплексом трудно сочетаемых
служебных свойств, качественных характеристик, при снижении затрат»
Приоритетное направление: Индустрия наносистем
Критическая технология: Технология получения и обработки конструкционных наноматериалов
Период выполнения: 23.10.2014 г. – 31.12.2016 г.
Плановое финансирование проекта: 53,25 млн. руб.
Бюджетные средства
34,25 млн. руб.,
Внебюджетные средства 19 млн. руб.
Получатель: Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научноисследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина»
Индустриальный партнер: Открытое акционерное общество «Магнитогорский металлургический
комбинат»
Ключевые слова:
многофазные наноструктурированые автолистовые стали, двухфазные
феррито-мартенситные стали, стали с пластичностью, наведенной превращением, выплавка,
ковшовая обработка, непрерывная разливка, усвоение компонентов, примеси, неметаллические
включения, технология производства.
1.
Цель проекта
1. Повышение надежности, ресурса и безопасности эксплуатации, снижение расхода
топлива, металлоемкости, массы, стоимости транспортных средств, строительных,
машиностроительных конструкций, улучшение экологии. Создание принципиально новых
эффективных объектов техники.
2.1 Разработка, на основе управления формированием фазового состава, наноструктурного
состояния, новых многофазных автолистовых сталей с комплексом стабильных и увеличенных
до 3-х раз показателей прочности (временное сопротивление – до 2000 МПа), пластичности
(относительное удлинение до 40%), других служебных свойств, для изготовления элементов
транспортных средств и других объектов техники.
2.2 Обеспечение снижения энергетических и материальных затрат на 5-7%,
металлоемкости изделий на 15-20%, повышение безопасности и ресурса эксплуатации изделий в
2-3 раза.
2.
Основные результаты проекта
- Установлено, что для достижения принципиального повышения (в 1,5 – 3 раза) комплекса
свойств разрабатываемых многофазных наноструктурированных автолистовых сталей, кроме
обычно используемого метода получения определенного структурно-фазового состояния,
необходимо обеспечить формирование объемной системы наноразмерных выделений
избыточных фаз, контролирующих реализацию ряда дополнительных механизмов упрочнения и
улучшения характеристик проката. Реализация сформулированного прогрессивного направления
особенно эффективна при использовании систем легирования сталей с высоким содержанием до
нескольких масс. % химически активных элементов, прежде всего, Si, Al, сталеплавильная
технология производства которых осложнена и на настоящее время практически отсутствует.
- На базе результатов детальных теоретических и экспериментальных исследований разработан
ряд оригинальных технологических приемов, основанных на управлении неметаллическими
включениями, режимом присадки ингредиентов, шлаковым режимом, для предупреждения
нежелательного обратного перераспределения элементов между шлаком и металлом, размытия
футеровки, вторичного окисления металла, а также найдены оптимальные параметры их
реализации. В том числе, разработаны новые два режима отдачи алюминий содержащих
материалов при производстве сталей с высокой (более 1,5 %) его концентрацией. Они основаны
на, сбалансированной с другими материалами, присадкой Al на определенное содержание на
выпуске полупродукта в сталеразливочный ковш. Показана эффективность использования схемы
2
раскисления стали алюминием, покровного шлака с отношением концентраций СаО/Al2O3 в
пределах 1,2-1,4. Оптимальные значения скорости вытягивания слитка от 0,5 м/мин до 0,7 м/мин;
превышения температуры металла в промежуточном ковше над температурой ликвидус 15-25 °C.
- Как показало изготовление и испытание экспериментальных образцов металла после выплавки и
обработки расплава, от литой заготовки, использование указанных приемов и параметров
позволяет достичь высокой степени усвоения легирующих, микролегирующих компонентов,
чистоты стали по вредным примесям (азот ≤ 0,01%, водород ≤ 0,0004%), неметаллическим
включениям (не более 2,0 балла по ГОСТ 1778), а также химической и структурной однородности
металла литой заготовки, превышающей требования ТЗ и показатели для обычных
низколегированных сталей.
- Таким образом, выполненные разработки и полученные результаты свидетельствуют об их
высокой значимости для многих отраслей науки и техники, а также о правильности выбранного
направления исследований, возможности достижения запланированных свойств и параметров
разрабатываемых многофазных автолистовых сталей, в соответствии с требованиями
технического задания.
3.
Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД),
полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной
разработки
В рамках выполнения данного этапа исследования РИД не было подано.
4.
Назначение и область применения результатов проекта
Разработанные технологии будут использованы на отечественных металлургических
предприятиях для производства новых многофазных автолистовых сталей, которые будут
использоваться на автомобилестроительных, машиностроительных предприятиях для
изготовления транспортных средств, других объектов техники. Возможны экспортные поставки,
продажа лицензий.
5.
Эффекты от внедрения результатов проекта
Разрабатываемые стали и технологии их производства обеспечат снижение энергетических
и материальных затрат на 5-7%, металлоемкости изделий на 15-20%, расхода топлива,
отрицательного воздействия на окружающую среду, числа аварий с тяжелыми последствиями –
до 30-40%, повышение безопасности и ресурса эксплуатации изделий в 2-3 раза, качества жизни,
отказ от импорта, создание новых эффективных объектов техники.
6.
Формы и объемы коммерциализации результатов проекта
Разработанные технологии будут использованы в условиях индустриального партнера ОАО «ММК», на других металлургических предприятиях для производства проката новых
многофазных автолистовых сталей, который будет использоваться на предприятиях
автомобилестроения: ОАО «АВТОВАЗ», ОАО «КАМАЗ», группа «ГАЗ», ОАО «УАЗ», новых
сборочных заводах для изготовления транспортных средств и других объектов техники. В
настоящее время суммарная потребность в разрабатываемых сталях составляет не менее 30 тысяч
тонн в год.
7.
Наличие соисполнителей
Участие соисполнителей по проекту не предусмотрено.