Аспирантка магнитогорского вуза предложила инновационный подход к производству стали

Молодой учёный несколько лет занимается разработкой программно-интеллектуального комплекса для управления технологическими параметрами производства горячекатаного подката и холоднокатаного проката на основе моделирования эволюции микроструктуры и происходящих фазовых превращений в сверхнизкоуглеродистых сталях.

«Эту тему предложила мой научный руководитель Марина Андреевна Полякова. Она сказала, что мы отойдём от привычного подхода, когда процессы горячей и холодной прокатки рассматриваются раздельно, и будем рассматривать данные процессы как единую технологическую цепочку производства стального проката. Цель проекта – исследование особенностей напряжённо-деформированного состояния горячекатаного подката и холоднокатаного проката с учётом происходящих изменений соотношения фаз при такой обработке и его влияние на конечные свойства стали», – поясняет Екатерина.

В процессе разработки проекта учёные наблюдают за соотношением фаз и решают сразу три задачи: во-первых, разрабатывают программно-интеллектуальный комплекс для моделирования напряжённо-деформированного состояния, учитывающего изменения микроструктуры и формирование структурно-зависимых свойств, потому что в процессе прокатки в каждой клети прокатного стана происходят характерные для определённых режимов фазовые превращения; во-вторых, разрабатывают подходы для разработки таких математических моделей, которые позволяют учитывать происходящие изменения микроструктуры на основе существующих и прогнозируемых режимов деформационной обработки для получения металлопроката из перспективных марок стали; в-третьих, исследуют эволюцию структурообразования сталей для прогнозирования функциональных свойств получаемого металлопроката с учётом особенностей фазового состава и изменения напряжённо-деформированного состояния в процессе обработки.

«Наш подход разрабатывается для малоизученных сталей, таких как, например, трип-стали, многофазные стали, то есть, с одной стороны, малоизученные, а с другой – востребованные и популярные у потребителей. Про них мало информации как в отечественной литературе, так и в зарубежной. Проведя литературный обзор и некоторые исследования, мы пришли к выводу, что в принципе изменение микроструктуры при прокатке в клетях прокатного стана можно просчитать математически – это новый научный подход для исследования изменения фазового состава стали. Например, при прокатке стали при температуре 900 градусов производственник меняет температурный режим, например, повысив его, а что произойдёт при этом с микроструктурой стали или соотношением составляющих её фаз, он не может знать, а наш подход даст на это точный ответ. Благодаря разрабатываемому алгоритму и математическому анализу можно спрогнозировать изменения фазового состава стали при различных режимах термодеформационной обработки – смоделировать его, и для этого не нужно проводить дорогостоящие эксперименты», – рассказывает Екатерина Лопатина.

Проверку правильности выбранного направления исследований молодой учёный с наставником провели уже и в лабораториях университетов – МГТУ им. Г. И. Носова и вуза-партнёра, с проведением металлографических исследований посодействовали в НИИ Наносталей родного вуза.