В лаборатории, которой руководит Александр Ахмедьянов, занимаются моделированием термомеханических процессов в различных сталях и металлических сплавах, изучают деформационное поведение металла в процессе изготовления и эксплуатации готовых изделий.
– Любое изделие испытывает какие-либо термодинамические воздействия. Мы изучаем термомеханические процессы, которые протекают в металле, и тем самым можем управлять ходом производства, удешевлять его, либо улучшать конечные механические свойства готовых изделий, – рассказывает Александр Маратович.
Лаборатория сотрудничает с крупными российскими и зарубежными промышленными предприятиями. Только в Челябинской области заказчиками испытаний являются ЧМК, ЧТПЗ, РосНИТИ. А в России – в частности, фирма «Композит» в Королёве, Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов (ВИАМ) в Москве.
– С «Композитом» и ЧМК y нас не так давно были работы по никель-хромовым сплавам. А с ВИАМ и американской компанией Alcoa (третьим по величине в мире производителем алюминия. – Прим. авт.) – несколько работ по алюминиевым сплавам. С ЧТПЗ и РосНИТИ занимаемся изучением трубной стали, – объясняет руководитель лаборатории.
По мнению инженера Лаборатории физического моделирования термомеханических процессов Сергея Самойлова, преимущество таких лабораторий заключается в том, что большой объем необходимых исследований проводится на маленьком лабораторном образце: «Например, если мы изучаем процесс прокатки, не нужно прокатывать тонны металла – необходимые результаты получаются буквально на нескольких килограммах материала. Это позволяет производству существенно сэкономить сырье и финансы».
Лаборатория основана пять лет назад на базе испытательного комплекса Gleeble 3800. Таких аппаратов в России всего восемь. Главная их особенность – наличие четырех сменных модулей. Один из них подключаются к основному силовому блоку, который обеспечивает нагрузку и нагрев металла. Принцип работы модулей одинаков: в рабочую камеру – в вакуум или защитный газ – помещается образец, зажимается и нагревается с помощью тока. А вот отличаются модули самой схемой деформации: есть модуль для сжатия, для растяжения, кручения и для сложных схем.
– Деформация металла – это изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением относительно друг друга. Обычно при кручении и растяжении мы доводим образец до разрушения. При сжатии просто нужно получить значения сопротивления, с которым металл сжимается. После проведения испытаний мы также изучаем и микроструктурные образцы. В зависимости от целей исследования применяются разные модули, – поясняет Александр Маратович.
Процесс испытания металла происходит следующим образом: ученые берут образец, приваривают к нему термопару – провода для измерения температуры. Затем помещают образец в камеру, откачивают из неё воздух и, применяя специальное ПО, пишут программу испытания. Далее ученые запускают установку, при этом всем ходом работ управляет компьютер. Сотрудники лаборатории лишь тщательно следят за получаемыми данными. По словам Александра Маратовича, вмешиваться в процесс работы установки практически не приходится.
– Я еще сам учился, когда открывали эту лабораторию. Из всего потока выбрали несколько человек, которые должны были здесь работать. Мы готовились основательно: проходили стажировку в Санкт-Петербурге, перенимали опыт специалистов из США, которые собрали наш комплекс и провели его тестирование, для нас даже организовали поездку в компанию – производитель Gleeble 3800, – рассказывает Александр Ахмедьянов.
В настоящее время сотрудники лаборатории сотрудничают с предприятиями для решения актуальных производственных проблем технологического характера. Ученые досконально изучают такую проблему и предлагают руководству завода несколько вариантов её решения. И у такого сотрудничества прекрасные перспективы.