В рамках научно-технологической программы «Большие вызовы» в «Сириусе» школьники экспериментируют с термообработкой стали, чтобы предложить варианты, как улучшить качество продукции. Проект курируют эксперты Выксунского металлургического завода, где в настоящее время Центр исследовательских лабораторий проводит работы по совершенствованию свойств стали для трубной продукции. С помощью термического воздействия можно воздействовать на материалы и менять их свойства: прочность, твердость, пластичность и так далее. Эксперты предприятия предложили школьникам включиться в эту работу и предложить свои технологические решения. Партнерами проекта выступают Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов, а также ГК «Остек».
Термическое воздействие на сталь позволяет изменить ее микроструктуру и фазовый состав. Таким образом, можно воздействовать на разные показатели: делать сталь прочнее, более устойчивой к коррозии, повышать стойкость к внешним воздействиям и т.д. Чтобы добиться этих свойств, необходимо правильно задать параметры обработки.
«Помимо совершенствования качества труб, мы намерены сделать само производство более экономичным, в частности, чтобы одну и ту же марку стали мы могли использовать на несколько видов производств. То есть мы не меняем химический состав, а используем одну марку, воздействуя на нее и варьируя, тем самым, ее свойства в зависимости от потребностей заказчика. В “Сириусе” школьникам предложили включиться в этот эксперимент. Изначально мы провели для участников команды серию интерактивных лекций по материаловедению и термической обработке сталей. Это база, которая позволила им вдумчиво задавать определенные параметры для обработки сталей. Эксперименты ведутся методом нагрева небольших образцов в муфельных печах. Температурный режим в ряде серий экспериментов очень высокий, поэтому в рамках эксперимента ребята предлагали нам разработанные параметры обработки – температуру, время выдержки, режим охлаждения. Непосредственную обработку в муфельной печи проводили наставники и сотрудники ЦИЛ», – рассказывает один из руководителей проекта, инженер-исследователь лаборатории металловедения Выксунского металлургического завода Григорий Добротин.
После того, как были получены новые образцы, необходимо было проверить их свойства. Результаты команда оценивала по нескольким критериям. Это позволило школьникам провести комплексный анализ и научиться работать на сложном оборудовании.
«В первую очередь мы использовали прибор микротвердометр. Мы вдавливали специальный наконечник прибора в поверхность образца на определенную глубину. После снятия нагрузки мы измеряли размер отпечатка и затем по формуле вычисляли значение твердости. Мы проведем еще ряд экспериментов, чтобы сравнить показатели стали до и после обработки, чтобы сделать вывод, удалось ли нам улучшить ее свойств», – рассказывает один из участников команды, 10-классник лицея «Солнечный город» из Нальчика Эльдар Карпов.
Для оценки шероховатости поверхности образцов ребята научились работать на специальном приборе - профилометре. Это нужно, чтобы затем провести количественную и качественную оценку. Также команда проведет исследования на оптическом и сканирующем зондовом микроскопе.
«Я никогда раньше не работала с металлами, поэтому этот проект для меня – погружение в совершенно новую отрасль. Очень интересно работать в связке с действующими специалистами предприятия и учиться применять теорию на практике – разрабатывать метод термической обработки и изучать работу муфельной печи. В этом проекте мы почувствовали себя настоящими экспериментаторами. Вместе с руководителями проекта мы делали закалку стали с разными температурами. Теперь будет интересно обобщить все результаты», – рассказывает участница проекта, 8-классница школы № 26 города Череповца Юлия Щигарева.
В случае успешного проведения эксперимента наработки, сделанные на программе, могут быть использованы заводом для дальнейших исследований. Кроме того, участникам команды предоставляется возможность побывать с экскурсией на Выксунском металлургическом заводе, где ребят познакомят с работой разных цехов и посетить строящийся специализированный образовательный центр для школьников.
