1 / 16

ОАО «Композит», головная научно-исследовательская организация ракетно-космической промышленности

КОРОЛЁВСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ФОРУМ. «Разработка нового высокотемпературного материала ( на базе NiAl ) для применения в изделиях гражданской техники (нагревательные элементы для термообрабатывающих печей )». ОАО «Композит», головная научно-исследовательская организация

uriel-middleton
Télécharger la présentation

ОАО «Композит», головная научно-исследовательская организация ракетно-космической промышленности

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. КОРОЛЁВСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ФОРУМ «Разработка нового высокотемпературного материала(на базе NiAl) для применения в изделиях гражданской техники (нагревательные элементы для термообрабатывающих печей)» ОАО«Композит», головная научно-исследовательская организация ракетно-космической промышленности ЛогачевИ.А. (начальник группы) Гаврючин Е.Ю. (начальник БНИОС-8) 12.12.2013, Наукоград Королёв

  2. КОРОЛЁВСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ФОРУМ Современные нагревательные элементы • до 1100 °С – сплавы никеля, хрома, железа (нихромы, фехрали); • до 1350 °С – карборундовые (карбид кремния); • до 1450 °С – дисилицидмолибдена • (низкая механическая прочность; низкая термостойкость; высокая начальная пластичность в интервале температур от 1400 °С до 1650 °С); • от 2200 до 3000 °С – танталовые, молибденовые, вольфрамовые, угольные или графитовые (в вакууме или защитной атмосфере) Создание новых образцов техники связано с развитием высокотемпературных материалов. Для термической обработки (Т/О) таких материалов необходимо создание нового поколения нагревателей. Существующие нагреватели не способны реализовать весь комплекс требований, необходимый для создания инновационной продукции из перспективных высокотемпературных жаропрочных сплавов. Цели: Применение перспективного материала - NiAl и получение на его основе сплава с более высокими пластическими характеристиками. Создание нового поколения нагревательных элементов (НЭ) для Т/О перспективных высокотемпературных жаропрочных сплавов. Существенное повышение температуры Т/О (лучше КЭНов). Возможность производить обработку на воздухе, без использования вакуума. Цель проекта, проблематика Наиболее распространены Карбидкремниевые нагревательные элементы (КЭН)  Но! выдерживают от 4 до 5 режимов

  3. КОРОЛЁВСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ФОРУМ Преимущества использования NiAl ИнтерметаллидNiAl– перспективный материал Применение нагревателей из сплава на основе NiAl позволит: • Преимущества: • высокая Тпл = 1638 °С; • низкий удельный вес 5,95 г/см3 (из металлов для НЭ); • жаростойкий; • жаропрочный материал • Недостаток: • Хрупкий при комнатной температуре • Повысить рабочую температуру печи; • Повысить срок службы нагревателей; • Снизить расходы на нагреватели

  4. КОРОЛЁВСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ФОРУМ • Порошковая металлургия: • - повышение пластичности изделия; • - создание изделия любой формы Преимуществапредлагаемойтехнологии

  5. КОРОЛЁВСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ФОРУМ Текущий статус проекта Чистый интерметаллидNiAl тугоплавкий, упругий, прочный, но трудно деформируемый материал. Его кристаллическая решетка В2(ОЦК). Некоторые важные свойства – это высокая температура плавления Тпл= 1638 °С и низкая плотность 5,95 г/см3. Причина хрупкости при комнатной температуре в плотноупакованности подрешетки Al. Радиус атома Al – большой (0,143 нм), а Ni – маленький (0,125 нм). Энергия упорядочения очень высока, что сильно затрудняет подвижность дислокаций и в следствии чего нет места для деформации, так как мало места в ячейке. Был получен эффект от легирования в поликристаллическом NiAIхромом, изотерма Ni-AI-Cr 5

  6. КОРОЛЁВСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ФОРУМ Текущий статус проекта Проведен выбор состава сплава • Выплавка исследуемых сплавов проводилась на вакуум-дуговой луночной печи, в которую загружались семь завесок по 20 г. В восьмой лунке находится титановая губка как абсорбент газов. • Состав сплавов определялся на эмиссионном спектрометре OBLF VeOS По результатам измерений выбран состав сплава на базе NiAl-Cr 6

  7. КОРОЛЁВСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ФОРУМ Текущий статус проекта Были проведены опытные плавки сплава системы Ni-Al-Crв вакуумно-индукционной печи, отработана технология и получен качественный слиток (нужного состава и без дефектов). • Основной причиной низкотемпературной хрупкости интерметаллидов является их кристаллическая структура. Но в тоже время пластичность понижают атомы внедрения – C, O, N, H и др. Поэтому дополнительные требования должны предъявляться к шихте, это должны быть особо чистые материалы. • Выплавка в вакууме должна обеспечивать чистоту атмосферы от вредного контакта расплава с атмосферой воздуха. • Часто в камеру нагнетают инертный газ (особо чистый аргон) для снижения кипения. Так как из газа может попасть азот в атмосферу печи, а от туда в расплав, то к газу должны также предъявляться требования по чистоте. Внешний вид слитка ВИП 7 7 7

  8. КОРОЛЁВСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ФОРУМ • Ключевые потребители: • ОАО «Электромеханика»; • ОАО «ВНИИЭТО»; • Heatmasters; • Starbar; • Ipsen Co.; • ООО «RxM»и др. • ЗАО ИПФ; • «ТермИТ»; • ЗАО «НПК «НАКАЛ»; • ООО «Сиркон»; • HTF Inc.; • KDF (Knight dragon fire Heat Treat Furneses) Коммерциализациярезультатовработы

  9. КОРОЛЁВСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ФОРУМ m= ρ∙V = ρ∙l∙S = ρ∙l∙π∙RΔ2 = =ρ∙l∙π∙(Rвнш 2- Rвн2) Цена в США 6495,9 руб./шт. Цена в России 7221,6 руб./шт. Наш аналог 10000 руб./шт. (вес – 1 кг) Но! Срок службы у НЭ из NiAlвыше. Экономические показателина примере трубчатого КЭНА m = ρ∙l∙π∙(Rвнш 2- Rвн2) 1000=5,95∙l ∙3,14∙(22– 1,72) l =1000/(5,95∙3,14∙1,11)= =53,5/1,11=48,2 см 9 9 9 9 9

  10. КОРОЛЁВСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ФОРУМ Экономические показатели проекта

  11. КОРОЛЁВСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ФОРУМ Экономические показатели проекта Организация производства (без газостата) Стоимость нагревателя 10 000 руб.

  12. КОРОЛЁВСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ФОРУМ Инвестиции 245000 тыс. руб. Этап 1 505 тыс. руб. на производство первой партии комплектов нагревателей Этап 2 244500 тыс. руб. на организацию производства (без газостата) стоимость нагревателя: 10000 рублей, ставка дисконтирования: 25 %, срок проекта: 5 лет

  13. КОРОЛЁВСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ФОРУМ Состав команды: Руководители проекта – 2 человека Рабочие – 4 человека Необходимо: Рабочие – 1 человек Экономист (бухгалтер) – 1 человек Управленческая команда

  14. КОРОЛЁВСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ФОРУМ Патентоспособность результатов проекта

  15. КОРОЛЁВСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ФОРУМ Риски Основной риск проекта связан с исходным материалом для изделий: • стоимость материала; • дефицит материала Риск связанный с работами сторонней организации: • обработка на газостате

  16. КОРОЛЁВСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ ФОРУМ ЛогачевИван Александрович Начальник группы ОАО «Композит» +7-495-513-21-26 +7-916-645-93-48 ivan@logachev.biz СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

More Related