Инновации белгородских ученых
Исследователи из Инжинирингового центра Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ "БелГУ") разработали эффективный и экономичный метод получения высокопрочных микролегированных сталей. Данная разработка защищена патентом Российской Федерации и открывает новые перспективы в металлургической отрасли, о чем сообщила пресс-служба Министерства образования и науки России.
Тенденции в мировом производстве стали
Современная металлургия постепенно отходит от использования стандартных углеродистых сталей, перемещаясь к новым решениям и технологиям. В этом направлении особую роль играет церий, который является микролегирующим элементом. Он эффективно связывается с вредными веществами, такими как сера, фосфор и кислород, помогая тем самым сократить количество нежелательных примесей в железной матрице. Кроме того, церий способствует улучшению механических характеристик, поскольку он уменьшает размеры аустенитного зерна при литье и улучшает текучесть металла, что минимизирует пористость.
Использование карбида церия
Ученые НИУ "БелГУ" предложили альтернативный подход и стали использовать карбид церия для легирования стали. По их заверениям, этот карбидовой материал обеспечивает свойства, аналогичные или даже превосходящие характеристики, получаемые при использовании металлического церия. К таким свойствам относятся предел прочности на разрыв, ударная вязкость и предел текучести, что объясняется мелкозернистой структурой стали после литья и очищением сплава от вредных примесей. Кроме того, стоимость карбида церия на 40-50% ниже, чем у его металлического аналога.
Преимущества нового метода
Руководитель исследования, директор Инжинирингового центра НИУ "БелГУ", кандидат физико-математических наук Иван Никулин, подчеркнул, что предложенный метод позволяет достичь полной реакции продукта с жидким металлом. Это приводит к уменьшению литой структуры стали почти в десять раз, что значительно улучшает качество конечного продукта.
Ученые отметили, что существуют и другие методы модификации стали с использованием церия. Однако в таких случаях церий имеет низкую температуру плавления (798°C), что приводит к повышению остаточного давления паров в вакууме. Это, в свою очередь, приводит к испарению церия, который не соединился с серой и кислородом, и требует добавления большего количества дорогих легирующих компонентов.
Безопасная реакция при высокой температуре
Ключевое преимущество нового метода заключается в том, что в процессе расплавления карбид-цериевая лигатура не плавится, а реагирует с примесями в жидком металле. Температура плавления карбида церия превышает 2200°C, поэтому реакция между легирующим компонентом и металлом проходит в спокойной обстановке при температурах плавления сталей и чугунов (1147-1530°C) без разбрызгивания и пироэффектов. Этот метод также позволяет проводить переплав в атмосфере аргона или в вакууме, поскольку карбид церия практически не испаряется при высоких температурах, характерных для переработки черной металлургии.
Будущее технологии
Ученые НИУ "БелГУ" не останавливаются на достигнутом и продолжают исследовать возможности масштабирования и оптимизации новой технологии. Данная разработка уже заинтересовала потенциальных промышленный партнеров и поддерживается Министерством образования и науки России в рамках программы "Приоритет-2030".
Источник:
https://www.metalinfo.ru/ru/news/173770
Получите бесплатный доступ к системе Техэксперт на 7 дней
Оставайтесь с нами в соц сетях!