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

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.

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.

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.

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.

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

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».