Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка наноструктурированных жаропрочных сталей и технологий производства из них высокотемпературных элементов энергетического оборудования нового поколения.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.523.12.3019
Организация
АО НПО "ЦНИИТМАШ"
Руководитель работ
Дуб Алексей Владимирович
Продолжительность работ
2008 - 2010, 27 мес.
Бюджетные средства
206,7 млн
Внебюджетные средства
100 млн

Разработка наноструктурированных жаропрочных сталей мартенситного и аустенитного классов (способов легирования и режимов термической), работоспособных при температурах 620-680оС в течении 2 х 105 часов под нагрузкой 70 МПа в конструкциях энергоблоков, рассчитанных на суперсверхкритические параметры пара, определение комплекса их механических свойств; разработка опытно-промышленных технологий производства полуфабрикатов их этих сталей, а также элементов котлов, коллекторов, трубопроводов.

Этапы проекта

1
15.08.2008 - 05.12.2008
Выполнен анализ современного состояния вопроса о перспективах раз-вития тепловой энергетики и создания новых наноструктурированных жаро-прочных хромистых мартенситных сталей (для температур до 650°С) и хро-моникелевых аустенитных сталей (для температур до 680°С и выше).
Разработана сетка легирования экспериментальных составов новых жа-ропрочных мартенситных и аустенитных сталей для диапазона температур 650°С - 700°С.
Мартенситные стали:
- для трубных элементов котельного и паропроводного оборудования со стандартным (0,08-0,12%) и низким (0,002-0,02%) уровнем углерода в композиции 9%Cr-3%Co-2-3%W-0,2%V-0,07%Nb при изменении бора в пре-делах 0,005%-0,01% и азота в пределах 0,05%-0,08%,
- для рабочих лопаток высокотемпературной части паровых турбин с низким содержанием углерода (менее 0,02%) в композиции 9%Cr-0,5%Mo-1%W-0,5%Ni-0,05%Nb и 11%Cr-0,5%Mo-0,5%W-0,05%Nb-0,05%Ti.
При разработке аустенитных сталей за основные прототипы приняты стали с интерметаллидным упрочнением на базе состава 15%Cr—25-35%Ni с дополнительным легированием молибденом, вольфрамом, титаном, ниобием и бором типа ХН35ВМТ (Cr- 14-16%, Ni - 34-38%, Mo - 0,5-0,8%, W - 1,3-1,8%, Ti - 1,3-1,8%) и высоколегированный никелевый сплав типа ХН55МВБЦАР (Cr - 20-25%, Ni - 53-56%, Mo - 5-7%, W – 2-3%, Nb – 0,3-0,6%) с введением в оба состава церия в пределах 0,05%-0,10% для увеличе-ния жаропрочности за счет модификации и упрочнения зернограничных об-ластей.
Выплавлено 12 составов экспериментальных сталей из которых изго-товлены 95 слитков весом 12, 25 и 50 кг и 5 заготовок диаметром 40 мм. Хи-мический состав экспериментальных сталей соответствовал заданной сетке легирования.
Развернуть
2
01.01.2009 - 30.06.2009
Проведен анализ вариантов разработки технологических процессов и технологических операций (ТО) по изготовлению элементов котельного и паропроводного оборудования, исходя из условий и организации производства котлов и паропроводов, с учетом имеющегося на предприятиях оборудования.Изготовлены полуфабрикаты и проведены комплексные испытания металла опытных плавок.Определена технологичность экспериментального состава сталей.Разработаны: технология выплавки стали на основе современных методов контроля, предварительная технологическая документация (ТД), программы и методики (ПМ) предварительных испытаний экспериментальных сталей, режимы термической обработки для обеспечения оптимального структурного состояния уровня механических и служебных свойств наноструктурированных сталей, проекты технических условий (ТУ) на разрабатываемые стали, технических условий (ТУ) на поставку опытно-промышленной партии труб и поковок, включая толстостенные трубы больших типоразмеров.
Развернуть
3
01.07.2009 - 05.12.2009
Разработана рабочая технологическая документация (РТД) для изготовления труб, лопаток и поковок из новых разрабатываемых сталей.Разработана рабочая технологическая документация (РТД) на выплавку сталей.Изготовлены опытные образцы труб и поковок из новых сталей. Изучены их свойств.Проведены предварительные испытания и исследования. Разработаны режимы сварки и термической обработки сварных соединений однородных сталей, оценено их влияние на служебные и технологические свойства сталей. Изучены механические свойства наноструктурированных сталей, пригодных для изготовления труб и поковок, а также определены служебные свойства металла опытно - промышленных партий и сварных соединений.Проведена проверка служебных и технологических свойств материалов и изделий на соответствие ТУ.
Развернуть
4
01.01.2010 - 30.06.2010
Изготовлены образцы сталей.
Проведены предварительные испытания опытных партий сталей.
Проведены предварительные испытания опытно - промышленных партий труб и поковок.
Проведены испытания сварных соединений.
Откорректирована технологическая документация по результатам изготовления и предварительных испытаний опытных партий сталей с присвоением ТД литеры "О".
Разработаны Программы и Методики приемочных испытаний труб и поковок.
Развернуть
5
01.07.2010 - 30.09.2010
Изготовлены элементы параперегрвательного тракта котла.
Изготовлены модели лопаток.
Изготовлены элементы трубопроводов.
Изготовлены элементы коллектора
Выполнениы работы по обеспечению технологичности изготовления элементов пароперегревательного тракта котла.
Разработаны ПМ и проведены доводочные испытания технологий изготовления труб и элементов энергоблоков
Развернуть
6
01.10.2010 - 30.11.2010
Проведены приемочные испытания сталей, труб, деталей и элементов котлов и паропроводов.
Разработаны Программы и Методики проведения исследований металла деталей и элементов котлов и паропроводов.
Изготовлены образцы сталей, труб, деталей и элементов котлов и паропроводов.
Исследованы превращения в новых сталях в связи с технологическими параметрами изготовления и условиями эксплуатационного воздействия.
Откорректирована технологическая документации по результатам приемочных испытаний сталей, технологий их обработки, деталей и элементов котлов паропроводов с присвоением литеры «О1».
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

2.3 Осуществление комплексных проектов, в том числе разработка конкурентоспособных технологий, предназначенных для последующей коммерциализации в области индустрии наносистем
Проведение поисковых научно-исследовательских работ в целях развития общероссийской мобильности: 1.Идентификация вторичных фаз в 9-12% Cr сталях методами растровой электронной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа. 2.Анализ изменений фазового состава 9-12% Cr сталей методами рентгеноструктурного анализа и просвечивающей электронной микроскопии. 3.Исследование влияния постдеформационного отжига на структуру и свойства ультрамелкозернистого сплава Ti-6Al-7Nb, полученного интенсивной пластической деформацией. 4.Экспериментальные и теоретические исследования процессов возврата и рекристаллизации в нано- и микрокристаллической меди и дисперсно-упрочняемых медных сплавах, полученным методом РКУП. 5.Формирование ультрадисперсной (нано-) структуры и ее эволюция под воздействием статического, динамического и циклического нагружений в высокопрочных аустенитных азотсодержащих сталях. 6.Исследование деформационно- и термически- индуцированной нанокристаллизации аморфных сплавов на основе систем Co-B-Si и Fe-B-Si. 7.Оптимизация параметров наносистем с целью получения продукта для агротехнической практики. 8.Экспериментальные и теоретические исследования абразивной износостойкости образцов марганцовистых сталей, при изменении параметров легирования и модифицирования, полученных методом ЛГМ. 9.Анализ влияния режимов термической обработки на структуру и механические свойства высокопрочных алюминиевых сплавов. 10.Исследование влияния эвтектикообразующих элементов на структуру и механические свойства высокопрочных эвтектических алюминиевых сплавов. 11.Транспортные свойства в нанокомпозитах металл-диэлектрик. 12.Получение наносостояния в
Продолжительность работ
2009, 0 мес.
Бюджетные средства
2 млн
профинансировано
Тема
Разработка наноструктурированных жаропрочных сталей и технологий производства из них высокотемпературных элементов энергетического оборудования нового поколения.
Продолжительность работ
2008 - 2010, 27 мес.
Бюджетные средства
230 млн
Количество заявок
1
Тема
«Разработка и организация опытно-промышленного производства автоматизированного измерительного комплекса для технологического контроля механических свойств наноструктурированных покрытий».
Продолжительность работ
2011 - 2013, 31 мес.
Бюджетные средства
248 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка технологий получения прецизионных материалов, конструкций нового поколения высокотемпературных первичных преобразователей различных физических величин на их основе и организация их опытно-промышленного производства
Продолжительность работ
2007 - 2009, 23 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
3
Тема
Разработка технологии производства и композиции конструкционного материала с повышенной термической и радиационной стойкостью для энергетических установок нового поколения
Продолжительность работ
2014 - 2016, 26 мес.
Бюджетные средства
80 млн
Количество заявок
3
Тема
Разработка и создание технологических комплексов для производства в промышленных и натурных условиях высокоэффективных теплоизоляционных покрытий нового поколения на трубопроводах и оборудовании систем теплоснабжения.
Продолжительность работ
2011 - 2013, 31 мес.
Бюджетные средства
118 млн
Количество заявок
1