2400 градусов для научного центра порошковой металлургии – пройденный этап
17–19 сентября в Москве при поддержке Минпромторга и Российского экспортного центра пройдет Международный конгресс по металловедению и термической обработке. Он посвящен 180-летию со дня рождения выдающегося русского ученого, металлурга Дмитрия Чернова – основателя научной металлографии, заложившего основы производства легированных сталей, широко применяющихся в оборонной промышленности. Один из организаторов конгресса – легендарный Центральный НИИ черной металлургии, отметивший в апреле 2019-го свое 75-летие. В канун форума на вопросы "Военно-промышленного курьера" ответил генеральный директор Государственного научного центра ФГУП "ЦНИИчермет им. И. П. Бардина" Виктор Семенов.
– Виктор Владимирович, Международный конгресс металлургов и материаловедов в современной истории России состоится у нас впервые. Приятно узнать, что он приурочен к 180-летию со дня рождения нашего ученого Дмитрия Чернова. Что повлияло на такое решение ваших зарубежных коллег?
– Форум проводится под эгидой Международной федерации по термообработке и инженерии поверхности IFHTSE (International Federation for Heat Treatment and Surfase Engineering). Курирует его Министерство промышленности и торговли Российской Федерации. Так что, как вы правильно заметили, уровень достаточно высокий.
“ Первая проволока для записи параметров полета, прецизионный сплав для искусственного клапана сердца были созданы в нашем институте ”
Что касается Дмитрия Константиновича Чернова, это гениальный русский ученый, который своими замечательными исследованиями совершил революцию в металлургии, открыл критические точки плавления и закалки металла. На основе его достижений построены все мировые процессы обработки стали, а значимость исследований можно сравнить с открытиями Дмитрия Менделеева в химии. Есть таблица Менделеева, но есть и таблица определения структуры металла Чернова. Вообще металловедение как наука началось с его работ, не говоря уже о величайшем вкладе в оборонную промышленность. Испытывая артиллерийские стволы, он, по словам современников, буквально дневал и ночевал на полигоне. Некоторые пушки тогда отличались невысокой прочностью и долговечностью, разрывались через несколько выстрелов. Оказалось, у них сталь крупнозернистого строения, в то время как орудия, показавшие продолжительный срок службы, отличаются мелкозернистой структурой металла при том же химическом составе. Но для получения мелкозернистого строения стали, названного аморфным, требовалось нагреть металл до точки b и затем медленно охладить.
Это открытие часто применяется и сегодня при термической обработке стальных изделий и называется отжигом. Работы Чернова дали в руки кузнецов могучее средство получать продукцию высокого качества, а "детские болезни" артиллерийского производства были излечены. Он стал почетным членом Петербургского технологического и политехнического институтов, почетным председателем Русского металлургического общества, почетным вице-председателем Английского института железа и стали, почетным членом Американского института горных инженеров.
Но прежде всего был военным человеком, почти 30 лет преподавал в Артиллерийской академии. Несколько поколений русских офицеров-артиллеристов прошли серьезную школу под его руководством. Основные идеи Чернова не только не устарели, но и органически влились в работы отечественных ученых, освещая путь к новым открытиям. Все это, полагаю, повлияло на решение IFHTSE провести конгресс в Москве.
– На многих металлургических предприятиях сегодня уже есть не только собственная инженерная служба, свои кулибины, но даже ученые советы. Почему же за помощью обращаются именно к вам?
– Наш ЦНИИ – государственный научный центр. Значительная доля материалов и технологий, которые используются сегодня в черной металлургии, созданы в его стенах. Формально он существует с 1944 года, хотя фактически начинался с небольшой лаборатории прокатки в 1935-м. Среди 435 сотрудников – 30 докторов и около 100 кандидатов наук. Есть все необходимое для полноценной работы.
Свои деньги мы зарабатываем на рынке и востребованы, как вы правильно заметили, большими металлургическими заводами страны. Много вопросов, предложений поступает от малых и средних предприятий, у которых проблемы с качеством продукции, материалами и технологиями.
В чем причина? Давайте вспомним, как после перестройки крупные комбинаты скупали институты. Считалось, что этого достаточно для полноценной работы. Но все оказалось наоборот. Я как опытный производственник могу сказать: у инженера на заводе – один горизонт планирования, а у специалиста нашего института – другой. В первую очередь это связано с большой наукой. Мы помогаем решать многие научно-технические и производственные проблемы, что положительно сказывается и на выручке института. Есть иностранные заказчики – Китай, Индия, Германия, бывшие советские республики. У многих сейчас стоит задача развития собственной металлургии, они хотят быть самостоятельными. Нам, повторю, есть что им показать и предложить. Например, разработки мирового класса по демпфирующей стали, специальным сплавам для атомной энергетики, спецтехнологиям получения трубок для вторичного охлаждения ядерных реакторов – все это наши ноу-хау.
– А если говорить о российской металлургии в целом, какова здесь ситуация?
– Мне посчастливилось много лет проработать в Минпромторге России, где курировал в том числе металлургию. Сегодня российская металлургия – одна из лучших в мире. И это не голословное заявление. С 2000 года наша отрасль вложила свыше двух триллионов рублей в свое развитие, закупив лучшие технологии и оборудование. Например, на Липецком металлургическом комбинате лучшие в мире показатели экологичности. Магнитка и Северсталь вкладывают большие средства в цифровизацию производственных процессов, что на начальном этапе кое-кем воспринималось даже с некоторым скепсисом, но теперь – объективная реальность.
Значительные капиталовложения на переоборудование и совершенствование производственной базы направляет Магнитка. Компания ММК стабильно занимает лидирующие позиции в мире по темпам развития, а Россия в целом – пятое, что очень неплохо. Мы не шарахаемся в мировых рейтингах из стороны в сторону, показываем стабильные результаты по объемам и качеству выплавки. У нас прекрасный экспорт, который динамично развивается, хотя зачастую нас пытаются упрекнуть, что в нем значительная часть – полуфабрикаты. Но так ли уж это плохо?
Вспоминаю, как жестко нас критиковали либерально настроенные экономисты за развитие газо- и нефтетранспортной системы. Мол, мы якобы развиваем сырьевую направленность страны в ущерб другим отраслям. Но сегодня труботранспортная система – стратегический ресурс развития России, залог ее независимости, энергетической безопасности. Более того, это вполне соответствует принципам рыночной экономики: есть спрос – будет и предложение. А сегодня большой спрос на металлургические полуфабрикаты. Поэтому стабильно 50 процентов своей продукции мы экспортируем в виде полуфабрикатов высокого качества, которые являются высокомаржинальным продуктом. Например, в 2008 году экспорт металлопродукции высокого передела у нас в стране вырос более чем на один процент. А ведь это время мирового кризиса.
Россия повышает экспорт продукции высокого передела. Такая тенденция продолжается и сегодня, что во многом является результатом взаимодействия науки и производства, а также промышленной политики Минпромторга. Разработки ЦНИИчермета позволяют модернизировать в том числе прокатные станы. Не потому, что они устарели, а потому, что это повышает производительность труда и качество продукции. Таким образом, мы отрабатываем еще и новые технологии, как, скажем, на Магнитогорском металлургическом комбинате.
Сегодня в мировой экономике наблюдается стагнация. Но даже в этом явлении можно найти определенную выгоду, поскольку большие металлургические предприятия готовы осваивать те объемы продукции, которые раньше считались мизерными. Когда-то 1,5 миллиона тонн автолиста, например, было делом рядовым для производителя. Но рынок за последние годы изменился, и сегодня поставки даже 10 тысяч тонн новых видов высококачественной стали – достойная планка.
– За технологиями и ноу-хау идет настоящая охота. Вам есть что оберегать и чем гордиться, не мешает ли это контактам на внешних рынках?
– Отечественная металлургическая наука в настоящее время опережает наших иностранных коллег. Например, в вопросах разработки новых видов сталей. Сегодня за рубежом больше, чем мы, заинтересованы в сотрудничестве. Кстати, СССР конкуренции не боялся. Вся металлургия Индии, Пакистана, Египта с нуля создана и построена советскими учеными и производственниками.
Именно в нашем институте разработаны такие процессы, как термомеханическая обработка, контролируемая прокатка металла и ускоренное охлаждение (ни одна труба "Газпрома" для дальнемагистральных ниток не делается без этого режима), отпуск под напряжением, и другие, улучшающие потребительские свойства металлопроката.
– Что интересного и перспективного сейчас разрабатывает ЦНИИчермет?
– Первое – создание новых материалов и технологий получения листового проката для труб большого диаметра. Это позволит создать высокопрочные и хладостойкие стали. Сегодня речь ведем уже о газопроводных трубах с индексом прочности Х-100, Х-120. Но и это не предел. Мы думаем о разработке сверхнизкоуглеродистых мартенситных сталей, за которыми будущее.
“ На форуме "Армия-2019" демонстрировалась защитная пленка, экранирующая технику и вооружение от средств радиолокационной разведки ”
Второе – создание сталей для железнодорожного транспорта, грузовых и пассажирских вагонов, соответствующих высоким требованиям ГОСТа, позволивших существенно повысить их эксплуатационную стойкость. Сейчас работаем над локализацией производства в России железнодорожных пар для высокоскоростного транспорта.
В основу других разработок положен принцип многофункциональности металлов. Например, создаем такой, который обладает повышенной прочностью и предназначен для роторов авиационных двигателей, но в то же время имеет заданные магнитные характеристики, градиентный магнетизм. А вот для авиационного приборостроения, наоборот, нужен металл, не обладающий магнитными свойствами.
Другим присущи высокая прочность и пластичность. Казалось бы, противоречие, но мы доказали, что эти свойства не являются антагонистами. Взять, например, знаменитые сплавы, из которых производится фехтовальный инвентарь спортсменов наших олимпийских сборных. Или созданные у нас аморфные стали, лишенные кристаллической решетки. А вспомнить о "черных ящиках" для самолетов. Самая первая проволока для записи параметров полета, выдерживающая огромные температуры, была создана в нашем институте. Как и первый в СССР материал для искусственного клапана сердца из прецизионного сплава, спецсплав для протезов.
Словом, мы разрабатываем самые различные стали и сплавы – от Крымского моста до медицинских материалов.
– А если говорить о крупных проектах?
– В последнее время при активном участии ЦНИИчермета успешно реализован ряд других инновационных программ. Одна из них – "Магистраль", в ходе которой разработана сквозная технология производства проката труб подводной части Северо-Европейского газопровода и нефтепровода Восточная Сибирь – Тихий океан. В интересах российского автопрома освоена комплексная технология производства стали с применением опытно-промышленного оборудования ультразвукового воздействия и плазменного подогрева для высококачественных марок проката, оцинкованного автолиста. При этом созданы образцы принципиально нового оборудования для интенсификации рафинирования металла от вредных примесей и управления процессами кристаллизации путем воздействия интенсивными ультразвуковыми колебаниями и плазмой.
– Какова цель участия в 26-м Международном конгрессе?
– Обменяться опытом, сравнить результаты, понять, на каком мы месте сегодня в мировом научном сообществе, привлечь молодых ученых. На форум представлено свыше 120 докладов, отобрано 60. Более 40 российских предприятий металлургического профиля будут участвовать в нем, много зарубежных.
Дело в том, что наука теперь не работает, образно говоря, на полку. Она, я бы сказал, стала частью научного бизнеса. Не идею сегодня надо продавать, а выгоду для предприятия, которое внедрит наши технологии. Но для этого необходимо тонко чувствовать конъюнктуру научного рынка. Вопрос всегда стоит ребром: кто первый внедрит новшество, тот и получит выгоду. Вспомним смартфоны. Наибольшую прибыль получил тот, кто первым наладил их массовый выпуск.
Мы постепенно отошли от советского стереотипа, когда любая заявка ученого сразу подхватывалась. Сейчас важно предъявить проект, обосновать его. На такой метод работы нас нацеливает и Минпромторг. Любое научное предложение должно в конечном итоге иметь прикладное назначение, а некоторые – двойное. Например, нами создана защитная пленка, экранирующая технику и вооружение от средств радиолокационной разведки, излучений. Мы показали продукт на форуме "Армия-2019" в закрытом павильоне, и он очень заинтересовал Министерство обороны.
– В каких конкретно видах ВВТ применяются ваши разработки? Скажем, гиперзвуковые крылатые ракеты совершают полет в плазме при температуре 2000 и более градусов. Они для ваших металлов не страшны?
– Есть работы, которые нельзя озвучивать по вполне понятным причинам. Отвечу так: нет изделий или тематических оборонных направлений, в которых не было бы вклада нашего института. Но я сторонник специализации. На своем веку повидал немало. Например, в лихие 90-е многие НИИ стали хвататься за все предложения, особенно в тех областях, где платили деньги. Сегодня, наоборот, важно определиться с приоритетами, в том числе в оборонной области. Президент страны, правительство это сделали еще несколько лет назад, заявив о главных задачах в строительстве Вооруженных Сил, придании им нового облика, создании перспективных видов ВВСТ.
Это потребовало структурных перемен и в ОПК. В частности, были учреждены институты главных конструкторов и главных технологов. Указом президента на эти посты назначены должностные лица, отвечающие за конкретные направления, а главное – настоящие профессионалы в своем деле, что очень важно. Принят ряд других мер.
Мы создали Совет главных металлургов России и в 2018 году провели его первое заседание. В стране сегодня более 150 металлургических предприятий, но ассоциация "Русская сталь" объединяет всего шесть. Остальные варятся, как говорится, в собственном соку и порой не знают, как решать те или иные проблемы. Тут есть над чем задуматься.
Что касается гиперзвукового оружия, которое нагревается до температуры свыше 2000 градусов. Для нас это пройденный этап. В этом вопросе мы уже ушли далеко вперед.
Постановлением правительства ЦНИИчермету еще в 1995 году присвоен статус Государственного научного центра – ГНЦ. Это не просто звание, а специализация. Существуют и другие отраслевые специализированные ГНЦ, которые должны стать экспертными центрами по формированию стратегии развития отраслей, оценке реализуемых отраслевых проектов, различных НИР и ОКР. Такое распределение позволяет более эффективно проводить научные исследования. Еще раз подчеркну – только тесное взаимодействие науки и металлургических производств позволит найти оптимальные решения существующих проблем, повысить эффективность всего металлургического комплекса России.
– Как соотносятся ваши разработки с требованиями Минобороны, выполнением гособоронзаказа?
– Наш институт и Министерство обороны связывает достаточно давнее и прочное сотрудничество. На военно-техническом форуме "Армия" у нас работает постоянно действующий стенд в закрытом павильоне. На полях форума мы провели научно-практическую конференцию "Металлы для производства высокотехнологичной продукции".
Для нас ГОЗ – не только научные разработки. В ЦНИИчермете при поддержке Минпромторга создан участок для малотоннажного – от килограмма и выше – производства спецсталей и прецизионных сплавов. Это стало возможным благодаря реализации программы по восстановлению и организации производства дефицитных материалов в условиях импортозамещения.
Мы получаем металлопродукцию с более высокими характеристиками и заданными свойствами. При изготовлении прецизионных сплавов требуется особо точное соблюдение всех технологических параметров. Наша производственная мощность – больше 20 тонн в год. Сегодня у нас выплавляют 25 марок спецсталей и сплавов.
Проблема малотоннажки в "оборонке" стоит достаточно остро. Для производства целого ряда приборов повышенной точности, скажем, гироскопов, нужно всего-то 300 килограммов на два года, поскольку это мелкосерийное производство. Есть и маленький стан горячей прокатки, имеющий показатели стана-5000, который работает на Магнитке. Все это позволяет моделировать различные процессы, проводить эксперименты, воплощать уже готовые опытно-промышленные технологии. Например, сейчас стоит задача создать такую броню, которая была бы тоньше, но имела гораздо более высокие прочностные характеристики.
– А на решение космических задач вы готовы замахнуться? Например, на создание нити особой прочности для запуска сегодня кажущегося фантастикой космического лифта?
– Мы работаем даже над тем, что пока еще не востребовано промышленностью, но может понадобиться завтра. Наши материалы уже побывали в космосе и получили высокую оценку. Так что если государство поставит задачу запуска такого космического лифта, мы сделаем.
Профессии металлурга шесть тысяч лет. Думаю, останется она и в будущем. Потому что металл – живой организм, который нами еще далеко не изучен. А лучшие технологии всегда рождались в "оборонке" и будут рождаться впредь. Ведь ОПК – ключевое звено национальной безопасности России.
Беседовал Олег Фаличев
Газета "Военно-промышленный курьер", опубликовано в выпуске № 35 (798) за 10 сентября 2019 года
