Авторский коллектив ученых Государственного научного центра РФ АО «НПО «ЦНИИТМАШ» (входит в машиностроительный дивизион «Росатома» –Атомэнергомаш) разработал и исследовал перспективные литейные стали для изготовления горнорудного оборудования.
Для производства машин и конструкций, работающих в районах с температурой до минус 40-60оС, применяются хладостойкие износостойкие стали. Зимой эффективность работы существующего оборудования в этих районах резко снижается из-за аварий и поломок, связанных с материалами, из которых оно изготовлено. Предположительная доля материалов, соответствующих требованиям высокой износостойкости и хладостойкости, в составе работающего в северных регионах оборудования не превышает 10-15%. Кроме того, преимущественная доля (более 60%) принадлежит высоколегированным, дорогостоящим сталям, экологически опасным при выплавке и ремонте.
Обеспечить повышение износостойкости и хладостойкости сталей возможно только при комплексном подходе и тщательном анализе всех факторов (в их числе химический состав, структура, содержание примесей и неметаллических включений). Такая работа позволит усовершенствовать существующие и создать новые высокопроизводительные машины, оборудование и материалы для работы в холодном климате.
«Развитие горнодобывающей и других отраслей промышленности в Сибири и на Крайнем Севере определяет необходимость создания хладостойкой техники, работающей в условиях температур до минус 40-60оС и воздействия интенсивного абразивного или ударно-абразивного износа. Целью наших исследований был выбор рационального состава литейных износостойких сталей и технологии их производства применительно к горнорудному оборудованию и условиям, в которых оно работает, – рассказывает заведующий лабораторией литейных процессов института металлургии и машиностроения ЦНИИТМАШ Фейзулла Нуралиев. – Предварительные результаты показывают, что по сравнению с применяемыми в сегодня материалами, разработанные в ЦНИИТМАШ литейные стали могут повысить износостойкость литых деталей на 20-25%». Он также подчеркнул, что в качестве материалов для исследований использовался металл лабораторных плавок, выплавленный в индукционной плавильной печи, залитый в виде плиты размером 100х60х50 мм (в соответствии с ГОСТ 977-88) и термообработанный на оборудовании ЦНИИТМАШ.
Все работы по данному направлению вели сотрудники института металлургии и машиностроения и института материаловедения ЦНИИТМАШ. В ходе исследований были предложены способы получения высокой ударной вязкости при минус 40°С, рационального управления структурой литых сталей (путем модифицирования и микролегирования) и комплексная технология термообработки отливок из предложенных износостойких сталей. Устранение структурной неоднородности, измельчение размера зерна, оптимальное сочетание прочности и вязкости материала отливок позволят обеспечивать надежную работу деталей машин, оборудования и конструкций для горнорудной промышленности. В результате для широкого опробования в горно-обрабатывающей отрасли предложены две марки из комплексно-легированных сталей, а также из аустенитной метастабильной стали, способной заменить экологически опасную сталь 110Г13Л.