Уникальные разработки ЦНИИчермет им. И.П. Бардина

- ЦНИИчермет им. И.П. Бардина как ведущий в стране отраслевой научно-исследовательский институт черной металлургии по традиции активно участвует в выставочных мероприятиях по теме ВПК. Что представляли на «Армии-2020», о чем можно рассказать?

- Сегодня мы активно работаем в программах по гиперзвуку, броневым и высокопрочным сталям, специальным и прецизионным сталям и сплавам – разработки можно было увидеть на закрытом показе в павильоне. В том числе для ВПК работают научно-исследовательские центры Института и собственное экспериментальное производство. Как итог –уникальные для страны и мира решения, а 43% выручки Института приходится на заказы для предприятий оборонной промышленности.

В этом году на форуме модерировал научно-практическую конференцию «Перспективные материалы», которая прошла в рамках Конгресса «Диверсификация ОПК в интересах нацпроектов. Трансформация производственной базы». В конференции приняли участие и представители Минпромторга России: Павел Серватинский, директор департамента металлургии и материалов, рассказал металлургам о реализации промышленной политики в части развития перспективных материалов.

Одной из ключевых идей конференции стало сотрудничество производителей различных материалов. Нам это близко: стремимся сочетать компетенции различных научных организаций при разработке и реализации металлургических проектов. Участники отметили, что сотрудничество профессионалов позволяет создавать эффективные характеристики продукции, востребованной в ВПК и гражданском секторе. Сложение потенциалов отраслевых институтов, отраслевой науки приводит к созданию уникальных материалов. О них рассказали представители АО «ИНУМиТ», АО «Институт пластмасс», НИТУ «МИСиС», АО «НИИграфит», АО «НПО Стеклопластик», ООО «Гален», АО «НПК Химпроминжиниринг», ООО НПП «АпАТэК», АО «Электромаш», АО «ДПО «Пластик» и МИЦ «Композиты России» МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Докладчики представили проекты по созданию новых композитных материалов, суперконструкционных термопластов, алюмоматричных материалов для авиапрома, гибких пьезоматериалов, стекловолокна, стекло- и бальтопластиков, фольгированных стеклотекстолитов и полимерно-композитных газовых баллонов. От ЦНИИчермет им. И.П. Бардина выступил Евгений Пименов, начальник лаборатории материалов с особыми упругими свойствами Научного центра прецизионных сплавов и специальных материалов. Он рассказал о возможности повышения рабочих характеристик прецизионных сплавов с регламентированными упругими свойствами.

- Вы упомянули о металлургических разработках, которые не имеют аналогов. О чем речь?

– Институт ведет разработки по ряду направлений: порошковые сплавы, ферритные стали и дисперсноупрочненные сплавы, новая броневая сталь и др. При этом многие разработки превосходят российские и зарубежные аналоги. Так, мы разработали комплекс высокожаростойких, жаропрочных порошковых сплавов, которые нужны для работающих при высоких температурах конструкций газотурбинных силовых установок и прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Эта разработка жаропрочных сплавов превосходит известные мировые аналоги. Показали образцы теплонапряженных элементов ракетной техники, авиационных газотурбинных двигателей и прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Также разработали технологии получения поражающих элементов боевых частей ракетной техники из тяжелых сплавов. Уже организовано промышленное производство поражающих элементов для серийной продукции новых ракет.

Важная для нас тема – исследования и разработка ферритных дисперсноупрочненных сталей для оболочек ТВЭЛов и теплообменников ядерных энергетических установок. Разрабатываемые дисперсноупрочненные стали существенно превосходят по радиационной и коррозионной стойкости известные промышленные стали и сплавы. На «Армии – 2020» представили образцы прецизионных особотонкостенных труб – это одна из приоритетных разработок ЦНИИчермет им. И.П. Бардина.

В инициативном порядке ведем разработку нового поколения радиопоглощающего материала из сплава для снижения заметности образцов вооружения, военной и специальной техники в случае обнаружения их радиолокационными средствами. Разрабатываемый материал превосходит аналогичные радиопоглощающие материалы.

– ЦНИИчермет им. И.П. Бардина известен разработкой сталей для бронетехники. Что сейчас делаете в этом направлении?

– У многих старых сплавов, разработанных в 1970-80 годах, был большой запас прочности. Но они исчерпывают свои технологические возможности: меняются потребности и требования к технике. И если раньше акцент делался на бронепробитие, то сегодня, с учетом системы защиты изделия, важны и другие факторы. Необходимо не только сохранить высокую прочность, но и сделать броню технологичной для гибки и сварки. Нужен целый комплекс свойств: техника должна быть легкой, прочной в части бронепробития и технологичной.

Важная задача – не заменять материалы, которые технологически себя исчерпывают, а обновлять их с перспективой на несколько десятков лет. Для этого необходимо оценить спрос и увидеть потребность в перспективе. Металлургические комбинаты не могут в ежедневном режиме менять свои технологии: это должно быть экономически привлекательно, в то время как потребности оборонной промышленности не настолько велики. Поэтому на малых объемах работает малотоннажное производство, к примеру, такое, как в Институте.

Сегодня проводим научно-исследовательскую работу по разработке состава новой броневой стали и технологии производства проката меньшей толщины. У нас отличные результаты: уровень механических свойств превышает свойства одной из лучших зарубежных броневых сталей. Успешно проведены испытания на поражение и живучесть: Применение проката из разработанной стали позволит уменьшить массогабариты бронетехники при сохранении характеристик бронезащиты.

Но мы занимаемся не только научно-исследовательскими работами по броне: по поручению Минпромторга России разработали проект комплексной Межотраслевой программы по разработке и освоению производства высокопрочных сталей для бронетехники и обеспечению предприятий ВПК прокатом из броневых сталей на период 2021 – 2024 гг. Цель Программы: обеспечить образцы бронетехники повышенным уровнем бронестойкости при снижении массогабаритных характеристик. Программа согласована с Министерством обороны Российской Федерации, организациями – потребителями, научно-исследовательскими предприятиями и металлургическими комбинатами – производителями проката из высокопрочных броневых сталей. Программу поддержали – нужно утвердить в Минпромторге России.

- Что может дать черная металлургия для других отраслей промышленности, как она сегодня развивается в гражданской сфере?

– Развивается в том числе по программам, которые Институт разработал и направил в Минпромторг России. Это металлургия для медицины, сельхозмашиностроения и транспортного машиностроения и автопрома. Все они согласованы с потребностями производства и рынка. Программа по металлургии для медицинской промышленности: уже есть опытно-экспериментальные прецизионные сплавы для суставов. Программа по металлургии для автопрома – предлагаем ПАО «ММК» и АО «АвтоВАЗ» новые высокопрочные стали для повышения качества автомобилей.

Расскажу подробнее об этой программе. Уже несколько десятилетий мы проводим работы по повышению уровня свойств и расширению сортамента листовых сталей для автомобилестроения. Это связано с постоянным ростом требований автопроизводителей к сталям, а также изменением подходов к решению задачи: появляется новое исследовательское оборудование, совмещаются современные методы теоретического и экспериментального исследования и создаются новые концепции повышения комплекса свойств стали.

Сейчас решаем задачи повышения технологических и служебных свойств автолистовой стали, в т.ч. улучшения комплекса механических свойств и повышения коррозионной стойкости. Также необходимо снизить затраты на производство. Чтобы обеспечить возможность выполнения малых заказов, исследуют создание кассетных технологий производства из автолистовых сталей одного химического состава холоднокатаного и холоднокатаного оцинкованного проката разных типов и категорий прочности.

Проведение таких исследований предусмотрено Межотраслевой программой работ по освоению новых видов и улучшению качества металлопродукции для автомобилестроения на период 2018-2023 гг., утвержденной заместителями министра Минпромторга России С.А. Цыбом и А.Н. Морозовым. Это свидетельствует о важности тематики для экономики страны: помогает в импортозамещении различных типов автолистовых сталей.

У Института уже есть успешный опыт работы в этом направлении. Модернизация металлургических комбинатов и проведение серии НИОКР с участием Института в первом десятилетии XXI века позволили освоить 30 новых марок автолистовых сталей. Среди них горячекатаные, холоднокатаные (без покрытия) и холоднокатаные оцинкованные автолистовые стали различных типов и классов прочности, не уступающие лучшим зарубежным аналогам. Проведенная работа помогла устранить отставание отечественных заводов от мировых лидеров в освоении производства новых марок сталей. Так, в начале 90-х гг. и до начала ХХI века АВТОВАЗ, КАМАЗ и другие автопроизводители приобретали по импорту до 40% металлопродукции на сумму более 4,5 млрд руб. в год.

Государство высоко оценило результаты исследований коллектива авторов. Премию Правительства РФ в области науки и техники получили представители ЦНИИчермет им. И.П. Бардина, металлургических комбинатов (ПАО «Северсталь» и ПАО «ММК») и автозаводов (АО «АВТОВАЗ» и ПАО «КАМАЗ»).

– Какие новые разработки могут быть интересны для ВПК и других отраслей промышленности?

– В рамках работ по диверсификации производств ВПК на основе порошковых высокожаростойких сплавов совместно с Федеральным исследовательским центром химической физики им. Н.Н. Семенова РАН разработали новые конструкции газовых инфракрасных нагревателей, не имеющие аналогов в мире. В таких нагревателях 80% тепловой мощности передается инфракрасным излучением. Радиационные нагреватели предназначены для нового высокопроизводительного энергетического и теплотехнического оборудования с высокими экологическими показателями. В продуктах сгорания содержание СО < 20 ppm, NOx < 15 ppm. Применение – радиационные нагреватели котельных, модульные теплоэлектростанции, нагревательные печи металлургических производств, печи пиролиза химических производств, обогрев производственных и складских помещений.

Еще один принципиально новый, уникальный по свойствам металлопродукт, который мы разработали: высокодемпфирующую сталь. Она сочетает в себе механические свойства сталей и виброгасящие свойства пластиков или дерева. Применение новой стали позволяет уменьшить уровень шума и вибрации для широкой номенклатуры изделий современной техники. Новые стали технологичны, долговечны и хорошо выдерживают циклическое нагружение и удары, могут эффективно работать при высоких температурах. Высокая экономичность при производстве позволит широко их использовать в современной технике: от судостроения и автомобилестроения до бытовых стиральных машин.

Это уникальный российский высокотехнологичный промышленный продукт, у которого нет аналогов в мире. И к которому есть интерес и перспективы использования и в военной, и в гражданской сферах. Так, в сентябре прошло заседание российских кораблестроителей, где рассматривались предложения Института по разработке и применению современных марок стали. Также коллег заинтересовала работа по повышению коррозионной стойкости сталей в морских условиях. Планируем подписать с кораблестроителями соглашение об объединении усилия при решении задач в области науки и технологии. Речь идет о разработке новых технологических проектов и инновационных предложений в области производства и применения различных марок и видов стального проката, а также о разработке и реализации мероприятий по опытно-промышленному производству инновационных видов металлопроката.