Прецизионная металлургия

Год основания: 1960 г.

Основатель научной школы: академик АН СССР В.Д. Садовский и кандидат технических наук Л.В. Смирнов

В настоящее время лидером научной школы является член-корреспондент РАН Е.П.Романов

Научные направления деятельности школы:

• Структура, свойства и металлургические технологии сверхпроводящих и конструкционных материалов.
• Синтез новых перспективных металлических материалов в поли– и монокристаллическиом состоянии для научных исследований и внедрения в различные отрасли техники.

Основные научные достижения:

Металлурги института, обладая практически всеми известными металлургическими переделами, являются соисполнителями большинства научных и прикладных программ института. Одновременно в отделе сложилась собственная научная тематика. К числу основных научных достижений отдела относятся:

• создание и промышленное внедрение способа высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО) конструкционных, аустенитных и жаропрочных сталей, отмеченного Государственной премией СССР;
• оптимизация свойств специальных материалов для оборонной промышленности (работа отмечена премией Совета министров СССР);
• получение уникальных монокристаллов конструкционных сталей, позволивших установить новые данные о механизме мартенситного превращения в среднеуглеродистых сталях, понять природу явления обратимой отпускной хрупкости легированных сталей, изучить механизм разрушения закаленных сталей;
• выплавка особочистых сталей, и на их основе изучение влияния легирующих элементов и примесей на формирование структуры и механических свойств, в том числе чувствительность к отпускной хрупкости;
• разработка теоретических и прикладных вопросов направленной кристаллизации жаропрочных сплавов на основе никеля и титана и усовершенствование технологии получения монокристаллических изделий для энергетических агрегатов;
• решение научных задач по формированию структуры и свойств сверхпроводящих композитов. Более 30 лет в отделе Прецизионной металлургии ведутся работы по исследованию структуры многоволоконных композиционных сверхпроводников на основе соединения Nb3Sn, изготовленных во ВНИИНМ им ак. А.А. Бочвара по «бронзовой» технологии и методом внутреннего источника олова. Установлена корреляция между размерами и морфологией зерен Nb3Sn и критическими характеристиками сверхпроводников, на этой основе выработаны рекомендации по оптимизации режимов отжига, выбору легирующих элементов и способа легирования композитов для получения наилучшего комплекса эксплуатационных характеристик. Установлен механизм влияния Ti на скорость роста и структуру сверхпроводящих слоев;
• показано преимущество легированной титаном бронзы с повышенной концентрацией олова, полученной спрей-методом, в качестве матрицы многоволоконных сверхпроводников по сравнению с обычной бронзой. Выявлены возможности изменения геометрии композитов для оптимизации структуры и свойств сверхпроводника. Результаты исследований применяются во ВНИИНМ им. ак. Бочвара в промышленной технологии получения сверхпроводящих композитов на основе Nb3Sn для проекта Интернационального термоядерного экспериментального реактора.
• разработка и создание текстурованных эпитаксиальных подложек из никелевых сплавов с различными механическими и магнитными свойствами для сверхпроводящих кабелей 2-го поколения. Исследованы условия получения острой кубической текстуры {100}<001> близкой к монокристаллической в лентах-подложках из двойных и тройных сплавов на основе никеля с элементами Vб, VIб, VIIб и VIIIб групп периодической системы (Nb, W, Re, Mo, V, Mn, Al, Cr, Pd) для последующего эпитаксиального нанесения ВТСП. Изучена эволюция текстуры деформации и первичной рекристаллизации в тонких лентах в зависимости от содержания легирующих элементов. Установлена взаимосвязь между типом текстуры готовой ленты и компонентным составом текстуры деформации;
• впервые экспериментально определены и теоретически обоснованы границы легирования никеля, позволяющие получить в сплаве кубическую текстуру близкую к монокристаллической. Разработаны подходы к созданию высокопрочных двойных (Ni-Me) и тройных (Ni-Cr-Me и Ni-V-Me) сплавов с точкой Кюри ниже 77 К. Определена химическая стойкость сплавов при температурах нанесения буферных и сверхпроводящих слоев (600-700°С). С использованием отработанной в ИФМ УрО РАН технологии выплавки, получения заготовок и холодной прокатки получены ленты двойных Ni-Me сплавов длиной до 15 м.

Реализация фундаментальных научных достижений на практике (прикладные разработки):

• совместно с ВНИИГазом способ повышения долговечности и надежности работы газотурбинных установок (ГТУ);
• совместно с НПО «Сатурн» им. А.М. Люльки технология, позволяющая увеличить длительную прочность турбинных монокристаллических лопаток авиационных двигателей для КБ «Сухой»;
• с ВНИИНМ им. ак. А.А. Бочвара технология получения многоволоконных композиционных сверхпроводников на основе соединения Nb3Sn;
• новые не содержащие серебра сильнотоковые контактные материалы для электротранспорта;
• комплексные жаростойкие покрытия для ГТУ;
• технология изготовления и термической обработки стальных крупногабаритных поковок для машиностроения;
• новые сплавы для ядерной физики, электроники, экологии и медицины;
• технология получения текстурованных эпитаксиальных подложек из никелевых сплавов с различными механическими и магнитными свойствами для сверхпроводящих кабелей 2-го поколения;
• специальные материалы с повышенной осколочностью для оборонной промышленности.

Правительственные награды за научные достиженияи научные премии, полученные в рамках работы по научным направлениям:

• Звание Героя Социалистического труда (1978) – В.Д. Садовский
• Государственная премия СССР (1986) – В.Д. Садовский
• Орден Дружбы (2002) – Е.П. Романов
• Орден «Знак Почета»
• Заслуженный деятель науки России
• Премии СМ. СССР. Заслуженный металлург РФ.
• Медаль им.Д.К.Чернова (1976) – В.Д. Садовский
• Премия им Д.К.Чернова НПО «Машпром» (1990) -– В.Д. Садовский
• Премия УрО РАН им. В.Д. Садовского (2008)