В начале XXI века автомобильные фирмы мира все больше и больше используют экономнолегированные и микролегированные стали. Это связано не только с экономией дорогостоящих легированных элементов, но и с развитием науки по изучению влияния малых добавок на кристаллическую структуру стали. Благодаря этому изменяются такие свойства, как прочность, пластичность, ударная вязкость. Разработкой, исследованием и внедрением микролегированных сталей в ОАО «АВТОВАЗ» занимаются специалисты управления лабораторно-испытательных работ.

МИРОВОЙ ОПЫТ

Однажды Генри Форд, изучая автомобиль, разбитый в гонке, обнаружил, что коленвал, изготовленный из шведского металла, не пострадал. Лабораторные исследования показали, что сталь содержала ванадий. Неудивительно, что позже Форд дал указание изготавливать ответственные детали в автомобилях из ванадиевых сталей с целью «улучшения сопротивления удару и усталости на американских дорогах». Сегодня микролегированные стали, полученные благодаря современным технологиям выплавки, контролируемой прокатки и контролируемой ковки, получили развитие во всем мире.

В зарубежном автомобилестроении микролегированные стали для контролируемой ковки (МСКК) широко применяются с начала 80-х годов прошлого века. Появление этих материалов было обусловлено топливно-энергетическим кризисом и удорожанием рабочей силы. Уже в 1990 году компания «Вольво» потребляла 25 тысяч тонн микролегированных сталей в год: из них изготавливались шатуны, коленчатые валы, ступицы колес, детали подвески и другие ответственные детали. К сожалению, в России разработка и производство сортовой микролегированной стали начались гораздо позже.

ЦЕНА ВОПРОСА

В последние годы отмечается неуклонный рост цен на никель и молибден. Из-за этого ОАО «АВТОВАЗ» оказалось в нелегком положении, поскольку для автомобилей «Лада» в достаточно большом объеме все еще используются молибденовые и никель-молибденовые стали. Это аналоги материалов «Фиата», разработанные более

50 лет назад, когда вопросы ресурсо- и энергосбережения не стояли так остро. Сегодня более 60 наименований деталей изготавливаются на нашем предприятии методом горячей объемной штамповки из дорогостоящих сталей.

Кроме того, поковки из этих сталей для получения требуемых свойств нуждаются в продолжительной энергоемкой термической обработке, при этом стоимость энергоресурсов также непрерывно растет. А практически исчерпанная пропускная способность агрегатов термоулучшения и их изношенность отрицательно влияют на стабильное качество термообработки, что приводит к потерям от брака и сбоям при механической обработке поковок в МСП. Таким образом, остро встала необходимость решения всех вопросов: чем заменить дорогостоящие металлы, как сэкономить энергоресурсы и улучшить качество деталей?

АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЗАМЕНА

Уже с начала 80-х годов специалисты управления лабораторно-испытательных работ целенаправленно занялись поисками альтернативы дорогостоящим никель-молибденовым сталям. В качестве базового микролегирующего элемента был выбран ванадий, поскольку Россия обладает крупнейшими в мире запасами этого металла, имеет эффективные технологии переработки ванадиевого сырья и контролирует около 50% его мирового производства.

На сегодняшний день разработан ряд марок микролегированных сталей нового поколения,

способных заменить всю гамму применяющихся термоулучшаемых сталей, – от простых углеродистых до никель-молибденовых, а также высокопрочный чугун. Новые стали, защищенные авторскими свидетельствами, выгодно отличаются от зарубежных более высокой ударной вязкостью и адаптированы к условиям массового автоматизированного производства, потому что легко свариваются и обрабатываются резанием.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Были проведены успешные испытания различных деталей (растяжки и рычаги подвески, шатуны всех моделей, хвостовики, шлицевые концы, ступицы колес), изготовленных из новой стали. И хотя возможности регулирования процесса ковки оказались невелики – недостаточная мощность используемых прессов не позволяла снизить температуру штамповки, а скорость охлаждения регулировалась только в узких пределах – с поставленной задачей специалисты УЛИРа справились: более 200 тысяч деталей из микролегированной стали были установлены на товарные автомобили и до настоящего времени эксплуатируются без замечаний.

Для шатунов автомобиля 2110 и его модификаций изначально была применена микролегированная сталь, что положительно сказалось на надежности двигателя – за все прошедшие годы поломок шатунов по вине материала не было. Кроме того, применение микролегированных сталей позволило разгрузить имеющееся термическое оборудование, сэкономив значительные средства за счет отказа от термообработки и значительно сократив технологический цикл. Удалось также снизить потери от брака при термообработке, повысить прочность, износостойкость, надежность и долговечность деталей и узлов, а также качество и производительность механической обработки.

ladanews.ru