В День металлурга расказываем о тех, кто готов вечно восхищаться этим материалом.
Доходы из отходов
Как правило, фасонные отливки (заготовки или готовые изделия), получаемые из первичных металлов, очень дорогие. Но специалисты центра литейных технологий (ЦЛТ) Политеха сумели не только снизить их стоимость, но и повысить качество. А потребовалось всего лишь сократить количество дорогостоящей лигатуры (это основной компонент для приготовления сплава, задающий свойства будущего изделия) за счёт рационального использования отходов производства.
– На предприятиях накапливается большое количество отходов. Благодаря нашей технологии можно максимально и эффективно вовлечь их в производство, – отмечает доктор технических наук, декан факультета машиностроения, металлургии и транспорта (ФММТ), руководитель научной группы Константин Никитин. – Каждый элемент шихты (исходной смеси компонентов, необходимых для сплава) содержит в себе определённую структурную информацию, которая в результате плавления «по наследству» передаётся рабочим сплавам и литым изделиям из них. Соответственно, от качества шихты зависит качество готового изделия. Конечно, многообразие структурной информации в многофакторной системе «шихта – расплав – литое изделие» затрудняет понимание механизмов модифицирования и управление ими. Но нам удалось в них разобраться.
Наши литейщики провели эксперименты по получению двух видов сплавов (Al–Si–Mg и Al–Mg) из разных вариантов шихты.
Сначала расплав Al–Si–Mg приготовили только из первичных металлов (более чистых, то есть с минимальным количеством примесей, но при этом более дорогих), а потом – из металлических отходов. В качестве «заменителей» чистого алюминия учёные использовали проволоку, оставшуюся после электротехнических работ, а вместо лигатуры – алюминиевые банки.
Что касается второго сплава (Al–Mg), то оба варианта его «рецептуры» включали отходы. Разница в том, что в одном случае они были литыми, а в другом – деформированными, в виде пластин.
Проведённые эксперименты показали, что сплавы, в основе которых – правильно подобранные и подготовленные отходы, более качественные. – Всё дело в структурной наследственности металлов и сплавов, – поясняет Никитин. – При переплавке отходов, например баночных, по традиционным технологиям выход годного металла невелик. Но так как в своё время они прошли сильное деформационное воздействие, то структура их мелкодисперсная. Нам удалось её сохранить и через расплавленное состояние транслировать в твёрдую фазу, то есть в литое изделие.
Получается, что чем более измельчённой структурой обладает исходный материал для будущего расплава, тем выше будут физико-механические свойства готового изделия. Поэтому политеховцы берут определённое количество подготовленных к переплаву деформированных отходов и за счёт этого вводят меньшее количество дорогостоящей лигатуры. Так наши специалисты экономят, а также повышают срок службы и эксплуатационную надёжность металлических деталей.
«Инженерный старт – Металлургия»
В Политехе большое внимание уделяют формированию кадрового потенциала промышленных предприятий региона. Так, в этом году было принято решение о расширении совместного с ПАО «ОДК-Кузнецов» образовательного проекта «Инженерный старт». Теперь наш университет будет готовить для завода металлургов узкой специализации.
– В связи с увеличением на предприятии заказов на газотурбинные двигатели возрастает и потребность в специалистах по производству лопаток (лопастей) для этих двигателей. Размещённые в турбине лопатки работают в крайне напряжённых условиях, при высоких температурах и, соответственно, должны отвечать строгим требованиям качества. Поэтому и технология их производства достаточно сложная и специфичная. В России сейчас целевым образом таких специалистов не готовят ни в одном университете, ведь вузы должны выпускать студентов с широким знаниями и умениями в рамках выбранного направления подготовки, а эта деятельность слишком специфичная, но крайне востребованная, – говорит Константин Никитин.
Таким образом, в новом учебном году 12 абитуриентов поступят на бюджетные места, став участниками программы целевой подготовки «Инженерный старт – Металлургия» по профилю «Литейное производство чёрных и цветных металлов». Специально для них педагоги ФММТ совместно со специалистами предприятия разработают расширенный курс по технологии изготовления лопаток. Студенты смогут получать дополнительную стипендию от «ОДК-Кузнецов», пройдут производственную практику на заводе, выпускникам гарантируется дальнейшее трудоустройство.
