РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ Государственное предприятие Запорожское машиностроительное конструкторское бюро «Прогресс» им. А.Г. Ивченко Запорожское машиностроительное конструкторское бюро «Прогресс» им. А.Г. Ивченко

АВТОРЫ Галинич Владимир Илларионович – канд. техн. наук, с.н.с., зав. отделом Института электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины Григорьев Станислав Михайлович – д-р. техн. наук, доцент, зав. кафедры теории и практики менеджмента Запорожского национального университета Костяков Владимир Николаевич – д-р. техн. наук, с.н.с., ведущий научный сотрудник Физико-технологического института металлов и сплавов НАН Украины Мищенко Валерий Григорьевич – д-р. техн. наук, проф., зав. кафедры прикладной физики Запорожского национального университета Лютый Александр Павлович – канд. техн. наук, зам. техн. директора – директор по энергетике и ремонту ОАО Электрометаллургический завод «Днепроспецсталь» им. А.Н. Кузьмина Олейников Владимир Иванович – нач. отдела зубчатых передач ГП Запорожского машиностроительного конструкторского бюро «Прогресс» им. А.Г. Ивченка Панченко Александр Иванович – зам. Главы правления – технический директор ОАО Электрометаллургический завод «Днепроспецсталь» им. А.Н. Кузьмина Ревун Михаил Павлович – д-р. техн. наук, профессор Запорожской государственной инженерной академии

Цель работы – создание научно-прикладных основ экономного легирования и ресурсосбережения в производстве специальных сталей и одновременного повышения их технологических и служебных свойств для применения в авиастроительной, машиностроительной и др. отраслях промышленности. Создание легирующих материалов и ресурсосберегающих технологий их получения Специальные стали и сплавы – многокомпонентное легирование, энергосбережение на всех стадиях металлургического передела с применением современных методов внепечной обработки Применение прогрессивных видов обработки деталей из специальных сталей и сплавов на предприятии потребителя ЗМКБ «Прогресс»

БЛОК-СХЕМА РАБОТЫ Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий в производстве специальных сталей Научные и технологические основы создания и использования в производстве специальных сталей легирующих и раскисляющих элементов, получаемых из рудных концентратов и утилизацией из техногенных отходов Утилизация легирующих элементов из бурового инструмента электрошлаковым литьем Разработка технологий получения тугоплавких губчатых легирующих материалов Карбидизированные хромосодержащие брикеты Сплавы для легирования и раскисления быстрорежущих сталей (SiR) Губчатый ферромолибден (КММ) Губчатый ферровольфрам (ФВГ) Утилизация легирующих элементов и железа из шлаков Металлизованные губчатые легирующие материалы из техногенных отходов (окалина быстрорежущих сталей и прецизионных сплавов)

Разработка системы комплексного легирования. Построение математических зависимостей состав-структура-свойства специальных сталей Разработка новых составов специальных сталей и технических условий производства Открытая дуговая выплавка (внедрение автоматического управления электрическими режимами печи сократило длительность плавки с 5…6 часов до 4 10 …4 30 часа) Индукционная выплавка Вакуумирование в вакууматоре Электрошлаковый переплав Газокислородное рафинирование Новые возможности создания специальных сталей разных структурных классов и назначения Совершенствование металлургического передела

Долговечность, жаро- корозионная стойкость, теплостойкость, живучесть, ползучесть, износостойкостьДеформируемость, свариваемость, обработка механическим способом, полируемость Ступенчатый гомогенизирующий отжиг B,,, HB, HRB, КС, КСТ, 5, p, n Промежуточные закалка, высокотемпературная цементация, отпуск, нормализация, противофлокенная обработка, отжиг и холодная деформация

1.Разработаны и сформулированы теоретические положения системы многокомпонентного легирования новыми экономичными легирующими материалами, которые способны существенно снизить (на 25…30%) себестоимость и, одновременно, расширить возможности создания специальных сталей разных структурных классов и назначения с повышенными механическими, технологическими и служебными свойствами (относительное удлинение δ 5 и коррозионная стойкость стали 06Х18ч выше в два раза в сравнении с их аналогами – 08Х17 и AISI 430). 2.Впервые установлена оптимальная область соотношения кислорода – углерода в шихте, которая равняется 1,3…1,5 и изотермический режим тепловой обработки окалины быстрорежущих сталей в пределах температур 1373…1473 о К, которые обеспечивают 88…95% восстановлению легирующих элементов и способствуют сквозному их усвоению соответственно – хром – 94,1%, молибден – 95,7%, вольфрам – 96,35%, кобальт – 97,0% и ванадий – 92,2%, при выплавке быстрорежущей стали. НАУЧНАЯ НОВИЗНА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

3.Дальнейшее развитие получила модель термодинамического равновесия в системе Мо-О-С применительно к технологии получения губчатого Мо, что позволило исключить участие в реакциях восстановления в реакционном объеме шахтной печи водорода конвертируемого природного газа. 4.Впервые обоснован и разработан сплав SiR, который содержит % масс.: С – (2 …4,5); Si – (1…4,5); Mn – н. б.(0,6); Cr – (1…6); Mo – (2…5); V – (1…2); W – (3…18); Co – (3,5…10); S – н. б.(0,03); P – н.б.(0,03), выплавляемый из техногенных металооксидных отходов разных источников образования. Сплав SiR результат высокоэффективной утилизации тугоплавких легирующих элементов. В зависимости от состава сплава SiR можно проводить не только легирование, но и раскисление стали. 5. Разработаны способы деформационно-термической и термической обработки, которые позволяют формировать необходимый состав, топографию избыточных фаз во вновь созданных и стандартных сталях, обеспечивающих стабильное структурное состояние сталей в процессе эксплуатации редукторов и других узлов и деталей авиационных двигателей.

6.Разработана технология получения экономнолегированых вольфрамом инструментальных сталей для корпусов порододробильного инструмента, которая основана на его электрошлаковом переплаве после срока эксплуатации. 7.Впервые с применением физической модели и использованием принципа подобия раскрыты механизмы влияния параметров деформации на формирование макро– и микроструктуры и свойств мартенситных сталей в процессе горячего деформирования дисков газотурбинных двигателей. Показано, что выбранная схема напряженно – деформированного состояния пластического деформирования может обеспечить равномерность деформации и, соответственно, однородность структуры и свойств заготовок даже в условиях нестабильности химического состава металла в пределах ТУ. 8.Впервые разработана автоматическая система управления электрическим режимом дуговых печей, благодаря которой электропотребление снизилось на 13%.