Аустенитная сталь с новыми свойствами

Выпускник кафедры металловедения Александр Мазничевский под руководством доктора технических наук, профессора кафедры материаловедения и физикохимии материалов Юрия Гойхенберга продолжил исследования стойких против коррозии и коррозионного растрескивания азотистых сталей. Целью работы было изучение влияния кремния, азота, бора и редкоземельных металлов на технологическую пластичность и коррозионную стойкость хромоникелевых нержавеющих сталей аустенитного класса. Молодой ученый всесторонне исследовал и запатентовал новую азотсодержащую хромоникелевую немагнитную коррозионно-стойкую сталь.

– В настоящее время в высокоразвитых странах продолжается разработка нового класса азотистых нержавеющих сталей. Одно из их основных преимуществ по сравнению с традиционными аналогами – более высокая прочность. Установлено, что введение 1% дешевого азота, добываемого из воздуха, оказывает такое же действие на сопротивление стали коррозии, как 30% хрома, получаемого при неэкологичной разработке природных месторождений, – говорит Юрий Нафтулович.

Выплавка разработанной стали и основные исследования проведены в ООО «Ласмет», созданном на базе НИИ металлургии, в котором Александр Мазничевский работает ведущим научным сотрудником.

Многообразие применений и перспектива широкого производства

Сфера применения азотсодержащих сталей к настоящему времени очень широка. Они используются при изготовлении оборудования для нефте- и газодобычи на морском шельфе, паровых и газовых турбин, телеметрических устройств и геологических труб глубокого бурения. Износостойкие немагнитные стали применяют в авиации, для производства железнодорожных колес и для крепежа атомных реакторов, как коррозионно- и износостойкие материалы для обработки сырья во многих отраслях промышленности. Используют их и в медицине – в частности, в стоматологии.

– По результатам проведенных исследований разработана технология изготовления запатентованной азотсодержащей коррозионно-стойкой стали с применением выплавки в открытой индукционной печи. Измерены механические свойства и проведен оценочный расчёт, подтверждающий, что данная азотистая сталь по допускаемым напряжениям при температурах до 700°С на 60–80 % превосходит серийную, выпускаемую на металлургических заводах, безазотистую сталь. Это дает возможность сокращения на 35–40 % объема дорогостоящего металла из азотистой стали на изделиях при сохранении их эксплуатационных свойств на том же уровне, – поясняет профессор Гойхенберг.

Для улучшения технологической пластичности рекомендовано микролегирование азотистой стали бором, церием или иттрием, что позволяет уменьшить объем работ по устранению поверхностных дефектов металла. Это в значительной степени сокращает затраты и трудоемкость производства металлопродукции.

Опытная азотистая сталь предлагается в качестве заменителя серийных коррозионно-стойких сталей. Новая марка стали уже была опробована в виде сортового и профильного проката для собственных нужд предприятия ООО «Ласмет». Ученые рекомендуют использовать новую сталь на предприятиях атомной и химической промышленности.

ЮУрГУ – участник Проекта 5-100, призванного повысить конкурентоспособность российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных центров.

Исследования в области новых технологий – в числе приоритетов Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ) «Передовые производственные технологии и материалы», который создан объединенными усилиями УрФУ, ЮУрГУ, других региональных высших учебных заведений, Уральского отделения РАН и промышленных корпораций Челябинской, Свердловской и Курганской областей.