Индекс цитирования Яндекс.Метрика

Люди практической науки

30.03.2016

Самый перспективный материал ВИАМа - молодежь

Интервью с кандидатом технических наук, начальником сектора «Коррозионностойких алюминиевых и алюминий-литиевых сплавов» ВИАМ Ларисой Хохлатовой.

Интервью с кандидатом технических наук, начальником сектора «Коррозионностойких алюминиевых и алюминий-литиевых сплавов» Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ) Ларисой Багратовной Хохлатовой.

За 40 лет работы в институте она прошла путь от аспиранта по специальности «Металловедение и термическая обработка металлов» до опытного ученого и наставника. Л.Б. Хохлатова -– соавтор около 100 статей и более 25 изобретений, защищенных авторскими свидетельствами и патентами, один из которых, на сплав 1424 системы Al-Mg-Li, отмечен бронзовой медалью на всемирном салоне изобретений «Брюссель–Эврика 2000». Своим призванием она считает глубокое освоение металловедческих основ и передачу знаний молодым и талантливым ученым. За успешную работу с молодыми специалистами Л.Б. Хохлатова была удостоена звания лучший наставник года.

Меня привлекла перспектива «работать на авиацию» в лаборатории И.Н. Фридляндера

Мое профессиональное становление как ученого прошло в ВИАМе. В студенческие годы я и не предполагала, как круто повернется моя жизнь. Ведь я закончила механико-математический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Защитила диплом по «Статистическим методам в медицине». И поскольку уже была мамой еще маленьких детей, устроилась на почасовую работу преподавателем кафедры теории вероятности и вычислительной математики в Экономико-статистический институт. Но, как всякому ищущему педагогу, мне необходим был какой-то научный рост – а в экономике я себя не представляла. И тут случайно, а может быть, и не очень случайно, я познакомилась с тогда еще будущим академиком, доктором технических наук, работавшим в ВИАМ Иосифом Наумовичем Фридляндером. «Король алюминия», по словам президента Национальной академии наук Украины Б.Е. Патона, был человеком блестящим, удивительным! Его лаборатория деформируемых алюминиевых сплавов самым тесным образом сотрудничала с конструкторскими бюро (КБ) и авиационными заводами. Иосиф Наумович прекрасно знал все авиационные производства и очень тесно взаимодействовал с одним из лучших в СССР заводом, который находился в Ташкенте. Там делали большие транспортные машины для КБ Ильюшина и КБ Антонова. Наше знакомство с Иосифом Наумовичем произошло на защите кандидатской диссертации одного из моих родственников. Надо объяснить, что вся моя семья, все мои родственники работали на этом заводе. Я родилась в семье военного и не могу сказать, что наука – это у нас наследственное, мы вроде бы и случайно оказались в Ташкенте. Папа – фронтовик, чудом выживший в боях под Ленинградом, потом попал в Среднюю Азию, и, в общем, повозил он нас, свою семью, достаточно много за собой. А уже когда демобилизовался, а это случилось достаточно рано (очень много ранений он перенес) – мы поселились рядом с родственниками моей мамы в Ташкенте. Поэтому завод для меня – это место очень родное. В Ташкенте очень тепло принимали эвакуированных во время Великой Отечественной войны, в том числе и сотрудников завода из Химок, силами которых уже в 1942 году начался выпуск первых самолетов. Я родилась в год Победы, в Ташкенте, и потому у меня трепетное отношение к нашей Великой Победе и Ташкентскому братству – это на всю жизнь!

Поэтому, когда Иосиф Наумович предложил поступить к нему в аспирантуру ВИАМа, конечно, меня привлекла эта перспектива: я буду, как бы пафосно это не звучало, «работать на авиацию», да еще в тесном контакте с авиационными заводами. Это меня подкупило. Хотя я и понимала, что придется окунуться совсем в новую для меня сферу науки – металловедение. Первым испытанием для меня стали экзамены. Но, открыв в 1975 году эту дверь, я действительно через всю жизнь пронесла благодарность коллективу ВИАМа, ученым своей лаборатории. Конечно, после Мехмата попасть сюда было очень странно. Не говоря уже о том, что наша лаборатория была представлена преимущественно женским коллективом, в то время как в математике были одни ребята! Но как-то все сложилось самым лучшим образом. Я никогда не пожалела, что оказалась в ВИАМе.

Действительно, институт всегда пользовался огромным уважением и у авиационных заводов, и у КБ. Моя учеба в аспирантуре проходила без отрыва от производства: я попала в лабораторию алюминиевых деформируемых сплавов, в сектор термической обработки алюминиевых сплавов, которым руководил Николай Иванович Колобнев. Передо мной была поставлена задача по оптимизации режимов упрочняющей термической обработки ковочных сплавов АК8 и АК6. Более высокопрочный американский аналог сплава АК8 (2014) и отечественный сплав средней прочности и повышенной вязкости разрушения АК6, созданный С.М. Вороновым во время войны, до сих пор находят применение в виде крупногабаритных штамповок.

Моя работа в ВИАМе началась в группе металлофизических исследований. Хочу вспомнить великолепного специалиста Владимира Соломоновича Сандлера. Это был потрясающий эрудированный человек, чья помощь для меня как профессионала неоценима. И с группой О.А. Сетюкова методами рентгеноструктурного анализа были получены интересные результаты по влиянию легирующих добавок на характеристики эксплуатационной надежности. В общем, я была очень любознательна и училась всему, чему меня готовы были научить. Это были «мои университеты» в познавании тайн металловедения. В 1985 году я защитила кандидатскую диссертацию по теме «Оптимизация режимов термической обработки сплавов системы Al-Cu-Mg-Si с целью повышения эксплуатационной надежности».

Нетривиальная работа с авиационными штамповками стала частью не только моей кандидатской диссертации по ковочным сплавам, но и обычной заводской практикой с удачным внедрением.

Нам удалось оптимизировать режимы термообработки крупногабаритных штамповок сложной формы из сплава АК6 для силового набора широкофюзеляжного самолета «Мрия» («Мечта» в переводе с украинского) киевского КБ. Этой работе предшествовала непростая ситуация, когда выбор сплава Д16 конструкторами для дальнейшего изготовления массивных штамповок не соответствовал рекомендациям ВИАМ. Академик Фридляндер предупреждал, что из этого сплава нельзя делать штамповки, так как он очень чувствителен к скорости охлаждения при закалке. Неприятности не заставили себя ждать, когда из большой партии крупногабаритных штамповок на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) были изготовлены сложные разнотолщинные массивные детали, и они все потрескались после закалки в холодной воде из-за высокого уровня остаточных напряжений. И тут, как скорая помощь, сработала команда Фридляндера. Он приезжает в Ташкент на завод-изготовитель и настаивает на своем: сплав этот не годится для штамповок, и предлагает попробовать сплав АК6. При этом было решено опробовать закалку в горячей воде для снижения остаточных напряжений. И вот в результате проведения этой работы на массивных поковках, штамповках и заготовках, где мы учитывали скорости охлаждения при различных температурах, наконец, был получен оптимальный режим закалки в воде 80°С, который на 70% снижал напряжения. При этом не уменьшались механические свойства: вязкость разрушения, усталостные характеристики. Это-то и послужило предметом исследования, в условиях завода это было сделать очень сложно, но при этом очень интересно. Да и почти любой эксперимент – это большая совместная работа. Скорость охлаждения, например, мы замеряли с сотрудниками Всероссийского института легких сплавов (ВИЛС), а с лабораторией прочности проводили измерения напряжений.

Тесная работа с металлургическими заводами сделала возможной цепочку «сплав-технология»

Постепенно ВИАМ все теснее стал работать с металлургическими заводами. Разработка нового материала должна была проходить по схеме: сплав и технология. Когда я принимала предложение о работе в ВИАМе, меня сразу предупредили, что предстоит много командировок. И, благодаря этим деловым разъездам, я очень богата встречами с потрясающими людьми, настоящими профессионалами. Начиная с 1978 года, я стала ездить на металлургические заводы. Это самые большие помощники в отработке технологии, и в то же время самые больше друзья-соратники. Мы пишем совместные статьи и выступаем с докладами на конференциях. Новые материалы – это наш совместный труд. Большая удача, когда разработанный материал сразу находит применение (новый материал вообще очень не просто поставить на поток). Я не могу похвастаться массовыми внедрениями,но есть, несомненно, и успехи, которые греют душу и подстегивают ученого в ежедневном труде. Так, не без гордости вспоминаю, как мы с коллегами разработали новый сплав 1370 системы «алюминий-магний-кремний», дополнительно легированный медью, и его практически сразу удалось внедрить в изделие КБ Антонова на Ан-148.

Фридляндер открыл сплавы будущего, и мы прокатали лучшие листы в нашей жизни

С 1980 года перед нами ставится задача совершенно другого плана: разработка оптимальной технологии прокатки листов из Al-Li сплавов. Иосиф Наумович Фридляндер так и вошел в историю науки, как родоначальник совершенно нового класса сплавов – алюминий-литиевых, очень легких сплавов, за которыми будущее. В те годы мы вместе с Николаем Ивановичем Колобневым, с которым работали в одном секторе, подхватили эту идею и стали заниматься в большей степени прокаткой. Это были уже не ковочные сплавы. Одна из самых больших проблем для алюминий-литиевых сплавов –прокатка тонких листов. Потому что это сплавы менее технологичные. Но зато обладают потрясающим комплексом свойств, которые как нельзя лучше подходят для самолетов: низкая плотность (экономия веса); свариваемость – отсутствие заклепок и соединений (также экономия веса), высокие коррозионная стойкость и характеристики усталости (долговечность).

Это было чрезвычайно интересное для меня время практической работы на Каменск-Уральском металлургическом заводе, единственном в России изготовителе слитков и полуфабрикатов из алюминий-литиевых сплавов. Там мы и отрабатывали технологию прокатки и, без преувеличения прокатали одни из лучших листов в нашей жизни. Причем наш первый оригинальный сплав 1420 вообще катается только карточным методом и не поддается рулонной прокатке, как другие алюминиевые сплавы. Вот мы и пытались сделать его более технологичным, так как он самый легкий, коррозионностойкий, свариваемый из алюминий-литиевых сплавов. Этот уникальный комплекс свойств сплава 1420 позволил впервые изготовить сварную, взамен клепаной, конструкцию самолета МиГ-29. Сварные герметичные баки и кабина пилота были изготовлены из полуфабрикатов сплава 1420. Расчеты показали, что переход с клепаной на сварную конструкцию фюзеляжа из сплава 1420 дает выигрыш массы до 24% (по сравнению со сплавом Д16). В результате работ по повышению технологичности этого сплава был разработан новый сплав 1424 системы Al-Mg-Li-Zn, запатентованный совместно с фирмой EADS. По заказу этой фирмы в городе Коблинце (Германия) были изготовлены листы шириной 3000 мм высокого качества из сплава 1424 для проведения испытаний сварных элементов фюзеляжной конструкции Аэробуса. При этом были применены сварка лазерная и трением с перемешиванием, более перспективные методы сварки как для сплавов системы AL-Mg-Li, так и для сплавов нового поколения системы Al-Cu-Li. То есть проблемы параллельные – разработка сплавов и оптимизация способов сварки, поэтому пришлось очень много работать и с лабораторией сварки.

Важно было помочь заводам

В 1990-е годы работа складывалась  так, что основная и очень важная часть деятельности лаборатории заключалась в помощи заводам. К нам шли непрерывные письма с вопросами, просьбами. На них надо было отвечать, разрешать проблемы. Причем, в те времена мы это делали все бесплатно. И для Фридляндера было очень важным делом выручить завод, найти проблему, устранить ее. Время, надо сказать, было весьма непростое. И пока многие государственные предприятия закрывались, ВИАМ держался из последних сил. На энтузиазме всех его сотрудников и на большом желании сохранить институт со стороны руководителя Евгения Николаевича Каблова. Работа с заводами не прекращалась, и поэтому, пережив время разрухи, когда Е.Н. Каблов буквально вытащил институт на совершенно другой уровень, мы стали сотрудничать с предприятиями уже на договорной основе: у нас появилось большое количество контрактов с зарубежными странами, которые приносили институту и лаборатории не только деньги. Нам, ученым, это приносило также большой объем информации от общения с зарубежными коллегами: выяснилось, как близки наши цели, задачи, понимание проблем. Наличие контрактов позволяло участвовать в международных конференциях, что очень важно для развития, для сверки научных часов. Мне очень повезло, я успевала пройти специальные курсы и расширить знания английского языка, чтобы самостоятельно, хотя у нас был штат отличных переводчиков, готовить свои доклады на английском. Любому делу, которому ты хочешь учиться, тебя готовы были, да и сейчас готовы, научить в ВИАМе.

В ВИАМ я пришла как математик, но в итоге моим призванием стало металловедение. Сначала через математику в лаборатории прочности, где я смогла применить свои знания в группе по математическому планированию эксперимента. На допотопном, как нам покажется теперь, компьютере мы разработали с этой группой новый класс симплекс-пропорциональных планов для выбора режимов термической обработки, применение которых позволяло расширить исследуемую область и сократить количество экспериментов. Методы планирования эксперимента широко использовались нами в разработке многоступенчатого старения и новых алюминий-литиевых сплавов. Многоступенчатые режимы старения наиболее эффективны для обеспечения оптимального комплекса свойств сложных многофазных сплавов, какими являются Al-Li сплавы. При этих режимах на разных ступенях старения, в разных температурно-временных областях формируется оптимальная морфология выделяющихся тех или иных фаз. Таким способом можно воздействовать на фазовое превращение, которое определяет конкретные свойства. Для сплава 1424, разработанного для сварных фюзеляжных конструкций, многоступенчатое старение обеспечило и термическую стабильность, и высокие характеристики вязкости разрушения и трещиностойкости. И вдруг в какой-то момент всплывает новая проблема – увеличение скорости роста трещины усталости. Скорость роста трещины усталости является очень важной характеристикой для обшивки фюзеляжа при испытании образцов с определением СРТУ в водном растворе NaCl по сравнению с испытаниями на воздухе. Надо сказать, что такие условия маловероятны при эксплуатации самолета. Это было нестандартное испытание, но оно появилось и потребовало научного понимания этого вопроса. Причем этой проблемой мы занимались в сотрудничестве с EADS. Предварительные результаты исследований показали, что сплавы с различной коррозионной стойкостью при стандартных испытаниях демонстрируют разную чувствительность скорости роста трещины усталости при испытании в растворе NaCl. Мы высказали предположение, что у сплава, не стойкого к коррозии, трещина забивается продуктами коррозии, и это тормозит дальнейшее развитие. Однако эта проблема требует фундаментального исследования, в том числе и влияния водорода в сплаве – ведь в литиевом сплаве его чуть больше, чем в других алюминиевых сплавах.

Вот так в течение многих лет мы небольшим коллективом сектора Н.И. Колобнева разрабатывали алюминий-литиевые сплавы и технологии производства полуфабрикатов из них, проводили всесторонние исследования и паспортизацию сплавов. Результаты этих работ стали предметом его докторской диссертации, которую он защитил в 2003 году. Вместе с Е.Н. Кабловым, И.Н. Фридляндером и командой, в числе которой был Н.И. Колобнев, представители ВИАМа получили Государственную премию РФ за «Сверхлегкие сплавы в авиакосмической технике» в 1999 году.

Разработки молодых ученых ВИАМа уже используются в изделиях ГЛОНАСС

Моя работа по алюминий-литиевым сплавам была сосредоточена на теме формирования структуры преимущественно в катаных полуфабрикатах. Однако эти исследования не завершились докторской диссертацией, которую я рассчитывала написать. В начале 2000-х годов в ВИАМ стали брать много новых молодых специалистов. Мне стало интересно способствовать их становлению как ученых. Я переключилась на наставническую работу. О чем не жалею. До этого у нас было много молодежи из МИСиС, МАТИ, МГТУ им. Н.Э. Баумана. Выпускники вузов проходили преддипломную практику, писали дипломные работы, но не всегда оставались в институте. Во многом это было продиктовано временными трудностями в государстве, когда при достаточно сложной работе, забирающей, в первую очередь, массу времени, не говоря уже о моральных вложениях, заработки были небольшие. Сегодня молодым  специалистам ВИАМа в этом плане проще, но им, несомненно,нужна помощь опытных наставников не только для того, чтобы ввести в курс дела, но и для профессионального роста, определения перспектив ных направлений. Молодые специалисты в большинстве своем имеют возможность обучаться в аспирантуре и нацелены на защиту диссертаций, а руководство института активно поддерживает и наставников, и молодежь.

В общем, с 2002 года, когда я возглавила сектор, большое значение стала придавать работе с молодежью. В итоге у  нас в секторе появились аспиранты, двое из которых уже защитились. Я и Н.И. Колобнев получаем от работы с нацеленными на успех молодыми учеными большое удовлетворение, так как видим, какая подрастает смена! И Михаил Оглодков, ставший старшим научным сотрудником в нашем секторе, и Владимир Махсидов, возглавивший сектор в другой лаборатории, успешно продолжают свой научный рост. Они вполне состоявшиеся специалисты, преданные ВИАМу. Сплавы и технологии получения полуфабрикатов, являющиеся предметом их диссертаций, проходят стадии опробования и внедрения. Листы и плиты из сплава 1370 уже внедрены на гироскопические установки изделий ГЛОНАСС. На каждом этапе наших работ нужен вклад, о чем говорит принятая в институте схема «материал-технология-конструкция», которая уже доказала на практике свою эффективность.Такие работы уже появляются и во многом благодаря новому взгляду молодых специалистов. Вскоре выходит на защиту второй аспирант Н.И. Колобнева  – Дмитрий Рябов.

Вообще в ВИАМе давно существует такая практика: каждый молодой специалист обязательно обретает своего наставника, который по должностным обязанностям должен быть не менее чем ведущий инженер. Работа наставника оценивается по успехам молодых специалистов. Раз в год выбирают лучшего наставника, и мне посчастливилось стать им в 2015 году.

Мне особенно хочется отметить успехи молодого специалиста, работающего в нашем секторе с мая 2013 года Елены Рябовой. За короткое время в нашем коллективе она многое успела сделать: поступила в целевую аспирантуру МГТУ им. Н.Э. Баумана, где начала учебу без отрыва от производства, с уже накопленным диссертационным материалом. Она является соавтором четырех статей и одного изобретения, защищенного патентом. Елена осваивает программное обеспечение для термодинамических расчетов фазовых диаграмм – Thermo-Calc, это новое для нас направление. На основании уже разработанных сплавов она представляет некоторые методы моделирования. Своих подопечных мы сразу привлекаем к текущей серьезной работе: Елена являлась ответственным исполнителем сразу двух тем. В одной из работ нам, под научным руководством  Н.И. Колобнева, удалось разработать Al-Li сплав нового поколения, на листах которого мы получили такие характеристики вязкости разрушения, которых не имели раньше на основном обшивочном материале 1163.

Этот новый перспективный сплав марки В-1481 системы Al-Cu-Li для применения в авиационных конструкциях, в том числе гибридных панелей, наверняка потребует много сил, знаний и новых подходов наших молодых преемников при освоении технологии изготовления серийного выпуска полуфабрикатов и их термической обработки.

В общем, лично у меня есть чувство удовлетворенности. Я не могу сказать, что видела себя большим ученым. Но мне всегда было очень интересно доходить до глубин. И в этом смысле мне очень посчастливилось учиться у таких асов металловедения, как Иосиф Наумович Фридляндер и Николай Иванович Колобнев, и, в свою очередь, передавать эти знания и уже свой наработанный опыт молодым ученым. Сегодня же большую поддержку оказывает наш Генеральный директор Евгений Николаевич Каблов.

Я хочу отметить, что этот год является знаменательным в жизни нашей лаборатории. В апреле исполняется 80 лет со дня рождения потомственного металловеда Николая Ивановича Колобнева, проработавшего в ВИАМе почти 57 лет! А в июле исполняется 120 лет со дня рождения Ивана Филипповича Колобнева, доктора технических наук, профессора, заслуженного деятеля науки и техники РФ, крупного специалиста по литейным алюминиевым сплавам, который проработал в ВИАМе с 1936 по 1974 гг. Этому 120-летнему юбилею посвящается научно-техническая конференция «Металловедение и современные разработки в области технологий литья, деформации и термической обработки легких сплавов», которая пройдет 18 мая этого года в ВИАМе, и на которой с докладами выступят  наши специалисты.

Источник: пресс-служба ВИАМ