Соглашение о предоставлении субсидии № 14.578.21.0216 от 28.09.2016 г.
 
 
Тема ПНИЭР: Разработка принципов модифицирования металла шва сварных соединений низкоуглеродистых низколегированных сталей за счет применения наноразмерных частиц (шифр заявки "2016-14-579-0009-286"). 
Уникальный идентификатор ПНИЭР: RFMEFI157816X0216.
Руководитель работ по проекту: директор, академик РАН Н.П. Алешин.
Научный руководитель: заместитель директора по научной работе, канд. техн. наук М.В. Григорьев.
Сроки выполнения ПНИЭР: 2016 - 2018 гг.
 

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 28.09.2016 г. № 14.578.21.0216 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 1 в период с 28.09.2016 по 31.12.2016 выполнялись следующие работы:

1.1 Аналитический обзор научно-технической литературы, связанной с современными представлениями о модифицировании металла шва, в том числе наноразмерными частицами.

1.2 Проведение патентных исследований.

1.3 Экспериментальное исследование возможностей современных сварочных материалов по обеспечению ударной вязкости металла шва сварных соединений из низкоуглеродистых низколегированных сталей.

1.4  Моделирование поведения наноразмерных частиц в сварочной ванне на основании термодинамического расчета фазовых и химических равновесий.

1.5 Разработка вариантов составов сварочных материалов нового класса.

 

При этом были получены следующие результаты.

Экспериментальные исследования возможностей современных сварочных материалов, применяемых для соединения низколегированных низкоуглеродистых сталей различными способами сварки, показали перспективность работ, направленных на создание сварочных материалов, позволяющих повысить стабильность значений ударной вязкости при сохранении средних значений не ниже 60 Дж/см2 при температуре испытаний «минус» 20°С.

Моделирование поведения наноразмерных частиц (WC, TiN, Al2O3 и TiC) в сварочной ванне на основании термодинамического расчета фазовых и химических равновесий показало, что все рассмотренные модификаторы при нагреве до температур, характерных сварочному процессу могут диссоциировать и вступать во взаимодействие с элементами, входящими в состав сварочной ванны. Ограничить процессы диссоциации возможно при введении наноразмерных частиц в низкотемпературную («хвостовую») часть сварочной ванны. Наибольшей термодинамической стабильностью обладают частицы WC, которые могут сохранять свою стабильность, и при их вводе в «головную» часть сварочной ванны.

Для дальнейших исследований разработаны составы сварочных материалов нового класса в виде лигатуры для дуговой сварки под флюсом и порошковой проволоки для дуговой сварки в среде защитных газов и под флюсом. В качестве лигатуры выбраны композиционные гранулы на основе порошков никеля и железа с содержанием наноразмерных частиц (до 30 масс. %). Определены компоненты шихты для изготовления порошковых проволок, содержащие, в том числе, композиционные гранулы с наноразмерными частицами.

Полученные результаты полностью соответствую Техническому заданию. 

Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом. 
 
 
 
В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 28.09.2016 г. № 14.578.21.0216 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 2 в период с 01.01.2017 по 31.12.2017 выполнялись следующие работы:

2.1 Проведение верификации результатов моделирования поведения наноразмерных частиц в сварочной ванне.

2.2 Разработка методики изготовления экспериментальных образцов сварочных материалов нового класса.

2.3 Исследования влияния наноразмерных частиц на структуру и химический состав наплавленного металла.

2.4 Исследования влияния режимов различных процессов сварки с использованием сварочных материалов нового класса на формирование сварного шва сварных соединений.

2.5 Исследования влияния наноразмерных частиц на структуру и свойства металла шва сварных соединений, выполненных однодуговой и двухдуговой сварки под флюсом.

2.6 Исследования влияния наноразмерных частиц на структуру и свойства металла шва сварных соединений, выполненных дуговой сваркой в среде защитных газов.

2.7 Исследовательские испытания экспериментальных образцов сварных соединений в соответствии с программой и методиками исследовательских испытаний.

2.8 Проведение патентных исследований.

2.9 Разработка программы и методик проведения исследовательских испытаний (ПМ) экспериментальных образцов сварочных материалов и сварных соединений.

2.10 Изготовление экспериментальных образцов сварочных материалов в виде лигатуры.

2.11 Разработка и создание экспериментального образца вспомогательного оборудования для проведения исследований.

2.12 Разработка ПМ испытаний экспериментального образца оборудования.

2.13 Испытание экспериментального образца оборудования для проведения исследований в соответствии с программой и методиками.

2.14 Отработка режимов и схем дуговой сварки (автоматическая сварка в среде защитных газов и автоматическая однодуговая и двухдуговая сварка под флюсом с дополнительно горячей присадкой и с дополнительной присадкой в виде лигатуры), с применением экспериментальных образцов сварочных материалов нового класса.

2.15 Изготовление экспериментальных образцов сварочных материалов в виде порошковой проволоки.

2.16 Изготовление экспериментальных образцов сварных соединений.

2.17 Исследовательские испытания экспериментальных образцов сварочных материалов в соответствии с разработанной программой и методиками.
 
 
При этом были получены следующие результаты.

Проведена верификация результатов моделирования поведения наноразмерных частиц в сварочной ванне.

Разработана методика изготовления экспериментальных образцов сварочных материалов нового класса.

Исследовано влияние наноразмерных частиц на формирование, структуру, химический состав и свойства соединений, выполненных различными способами сварки на различных параметрах режимов.

Проведены исследовательские испытания экспериментальных образцов сварных соединений в соответствии с программой и методиками исследовательских испытаний.

Проведены патентные исследования.

Разработана программа и методики проведения исследовательских испытаний экспериментальных образцов сварочных материалов и сварных соединений.

Разработан, создан и испытан (в соответствии с разработанной программой и методикой испытаний) экспериментальный образец вспомогательного оборудования для проведения исследований.

Изготовлены экспериментальные образцы сварочных материалов.

Отработаны режимы и схемы дуговой сварки. 

Изготовлены экспериментальные образцы сварных соединений.

Проведены исследовательские испытания экспериментальных образцов сварочных материалов.

Полученные результаты полностью соответствую Техническому заданию.