П| ШШИШЙГ
70 лет
Инновационный путь — стратегия развития центрального научно-исследовательского института конструкционных материалов «ПРОМЕТЕЙ»
О
Хлусова Елена Игоревна,
д-р техн. наук, первый заместитель начальника отделения, начальник лаборатории
ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей». Россия, 191015, Санкт-Петербург, ул. Шпалерная, 49. Тел.: + 7 (812) 335 58 52, e-mail : mail@crism.ru
Горынин Игорь Васильевич, д-р техн. наук, проф., академик РАН, президент -научный руководитель
Орыщенко Алексей Сергеевич, д-р техн. наук, генеральный директор
¿¡I
Малышевский Виктор Андреевич, д-р техн. наук., проф., заместитель генерального директора
А еятельность института началась в 1939 г. Он был вы-^^делен из Ижорского завода как броневой институт [1]. За выдающиеся работы по созданию танковой брони, а также по усовершенствованию бронекорпусов танков и артиллерийских самоходных установок коллектив института был награжден орденом Ленина.
В дальнейшем важнейшими стали работы по созданию корпусных материалов и методов их сварки для военно-морского и гражданского судостроения. В 1952— 1958 гг. созданы материалы для первой отечественной атомной подводной лодки «Ленинский комсомол» [2]. Была решена не только исключительно важная государственная задача, но и заложены научные основы создания нового класса материалов — высокопрочных хорошо свариваемых корпусных сталей.
В последующие годы институтом была разработана целая серия высокопрочных сталей, существенно превосходящих зарубежные аналоги по прочности. На металлургических заводах страны было освоено производство листового, сортового и профильного проката, поковок из этих сталей. Кардинальное улучшение технологических и физико-механических свойств стали было достигну-§ то в начале 1970-х годов после разработки и внедрения 7 технологии электрошлакового переплава (ЭШП), прове-^ денных совместно с ЦНИИчерметом им. И.П.Бардина, • Институтом электросварки им. Е.О.Патона и завода-| ми Украины и России. Разработка технологии производ-< ства корпусных сталей с использованием ЭШП взамен г применявшейся ранее выплавки в основных мартенов-
ских печах, а также одновременный переход на прокатку на мощных станах кварто вместо устаревших станов дуо позволили резко повысить качество стали и ее технологические свойства — прежде всего свариваемость. Сталь превратилась практически в изотропный материал [3].
Следующие этапы развития конструкционных сталей связаны с их конверсией. В 1980-е годы создана серия марок АБ с пределом текучести до 690 МПа, которые по своим характеристикам — хладостойкости, свариваемости, коррозионной стойкости и другим важнейшим показателям значительно превосходят лучшие мировые образцы. При создании этих сталей особое внимание уделялось как повышению свариваемости (с целью снижения трудоемкости строительства конструкций), так и созданию более экономичных технологий производства [4]. Стали серии АБ обеспечивают сварку без подогрева в любых климатических условиях. В необходимых случаях возможна сварка даже при отрицательных температурах, что способствует успешному применению их для строительства крупногабаритных сварных конструкций на открытом воздухе. В условиях развития современной качественной металлургии совместно с заводами ЧерМК ОАО «Северсталь», ООО «ОМЗ-Спецсталь» специалистами института разработаны современные технологии производства высокопрочных сталей, при которых за счет внепечной обработки и ва-куумирования удается получить особо чистый металл, не уступающий по качеству стали ЭШП и обеспечивающий высокую пластичность в направлении толщины ли-
ста (г-свойства) [5]. Стали серии АБ нашли широкое применение в различных отраслях промышленности.
С началом развития атомной энергетики в 1955 г. перед институтом была поставлена совершенно новая и ответственная задача разработки конструкционных материалов для атомных энергетических установок кораблей ВМФ, гражданского флота страны и АЭС. Большой комплекс исследований обеспечил разработку нового класса радиационно- и теплостойких свариваемых сталей для корпусов атомных реакторов. Создана широкая гамма материалов, обеспечивающих длительный срок службы атомных реакторов в условиях высоких давлений, температур и нейтронного излучения [6]. Из материалов и по технологиям, рекомендованным институтом, построены и успешно эксплуатируются практически все промышленные ядерные энергетические установки гражданского и оборонного назначения.
Впервые в мире институт инициировал применение титановых сплавов в качестве материалов, обладающих великолепными служебными свойствами в морских условиях, — высокой удельной прочностью, коррозионной стойкостью в морской воде и немагнитностью. В 1956 г. по приказу министра судостроительной промышленности Б.Е.Бутомы в институте на базе исследований, проводимых с 1953 г., было сформировано новое научное направление по разработке титановых сплавов, способных работать в морских условиях. Были созданы высокотехнологичные, хорошо свариваемые морские титановые сплавы различного уровня прочности и технология их изготовления, организовано их промышленное производство и создана широкая номенклатура титановых полуфабрикатов [7]. Впервые в мировой практике для титановых сплавов удалось разработать процессы сварки листов больших толщин и большой протяженности. За большой вклад в создание новой специальной техники институт в 1981 г. награжден орденом Трудового Красного Знамени.
Начиная с 1955 г., институт разрабатывает высокопрочные свариваемые алюминиевые сплавы морского применения. Потребность в этих сплавах возникла в связи с необходимостью создания скоростных судов с динамическими принципами поддержания. Проведенные институтом исследования позволили создать новый класс алюминиевых сплавов, отвечающих самым жестким требованиям, предъявляемым к корпусным материалам морских судов. Коррозионностойкий сплав типа 1561, созданный в 1960-е годы, получил широкое распространение в судостроении [8]. Из разработанных институтом морских алюминиевых сплавов построены большие серии судов с динамическими принципами поддержания на воздушных подушках типа «Зубр», морские, речные суда на подводных крыльях и другие, успешно эксплуатируемые уже более 40 лет в России и зарубежных странах — Англии, Греции и др.
С 1986 г. институт начал исследования в области функциональных материалов. Функциональные материалы с аморфной, нанофазной и интерметаллидной структурой находят все большее практическое применение для создания конкурентоспособной продукции. Эти материалы, имеющие специфические химический, фазовый состав и структуру, обладают существенно более высоким комплексом структурно-чувствительных
свойств: аномальной магнитной проницаемостью и низкой магнитострикцией, каталитической активностью, коррозионно-эрозионными свойствами и износостойкостью. В ЦНИИ КМ «Прометей» разработаны приоритетные технологии получения функционально-градиентных покрытий из этих материалов, объемно-пористых и композиционных структур, на базе которых изготовлены опытные образцы изделий, перспективных для применения в современном судостроении и различной гражданской технике. Задачи в области функциональных материалов решаются с применением уникальных технологий сверхзвукового плазменного напыления; ионно-плазменного, магнетронного и атомно-ионного распыления; плазмохимического синтеза; гиперзвукового холодного газодинамического напыления; универсального дезинтеграторно-активаторного метода, механохи-мии; трибосинтеза и трибонапыления [9]. Расширены области перспективного использования функциональных материалов, прежде всего для решения проблемы замет-ности кораблей, создания высокоемких высокотемпературных топливных элементов и аварийно-спасательных комплексов на базе химических источников тока, активируемых морской водой. В последние годы институт приступил к работам в области водородной и альтернативной энергетики, обеспечения электромагнитной совместимости элементов систем жизнеобеспечения, средств индивидуальной защиты, промышленной экологии.
Таким образом, итогом 70-летней деятельности института явилось создание серии уникальных высокопрочных и хладостойких сталей, прочных лёгких коррозионно-стойких титановых и алюминиевых сплавов, полимерных и функциональных композиционных материалов, обеспечивающих мировое превосходство характеристик кораблей Военно-Морского флота России. Из материалов, созданных в ЦНИИ КМ «Прометей», построены все суда отечественного Военно-Морского флота, большое число гражданских судов различного назначения, а также плавучие и стационарные буровые платформы, атомные электростанции и др.
В течение последнего десятилетия в институте проводятся интенсивные исследования по созданию нано-технологий и наноматериалов конструкционного класса. Постановлением Правительства РФ от 02.08.2007 № 498 институт определен головной организацией по конструкционным наноматериалам в составе национальной нано-технологической сети в рамках Федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в РФ» на 2007-2010 гг. Для решения поставленных задач в институте создается «Научно-технологический комплекс по разработке конструкционных наноматериалов» (Наноцентр). Структура и оснащение Наноцентра уникальным экспериментальным, диагностическим, метрологическим, испытательным и технологическим оборудованием обеспечивают возможность создания конструкционных металлических, § неметаллических и функциональных наноматериалов ° мирового уровня, востребованных в машиностроении, 2 энергетике, магистральных трубопроводах и других от- | раслях. Наличие уникального научно-технического потен- £ циала и современного технологического, диагностическо- И го и испытательного оборудования позволяет комплексно Ь
и оперативно решать сложнейшие научно-технические проблемы в этом принципиально новом направлении современного материаловедения. Естественно, решение этих вопросов невозможно без современной инструментальной техники. В этой связи одновременно создан самый крупный на Северо-Западе страны Центр коллективного пользования [10].
В современных условиях
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.