სსიპ - ფერდინანდ თავაძის მეტალურგიისა და მასალათმცოდნეობის ინსტიტუტი
LEPL - FERDINAND TAVADZE METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE INSTITUTE
ლითონმცოდნეობისა და ლითონების კოროზიისაგან დაცვის ლაბორატორია № 4

ფოლადები, თუჯები და ფერადი ლითონები
• ლაბორატორია სისტემატურად მუშაობს ლეგირებული საკონსტრუქციო და სპეცდანიშნულების ფოლადების გაუმჯობესებასა და შექმნაზე. დამუშავებულია და ჩანერგილია წარმოებაში რიგი კოროზიამედეგი, მხურვალმტკიცე, ინსტრუმენტალური და მაღალ წნევებზე მომუშავე ფოლადები.

ფოლადებში ფაზური გარდაქმნების კინეტიკასა და მექანიზმზე ლეგირების ტიპის და მაღალტემპერატურული პლასტიკური დეფორმაციის გავლენის კვლევით მიღებულ შედეგებზე დაყრდნობით წინა წლებში შემუშავდა მაღალი საექსპლოატაციო თვისებების მქონე საკონსტრუქციო ბეინიტური დაბალლეგირებული ფოლადები (დაცულია საავტორო უფლებით და პატენტით). ამ ფოლადებისათვის დამუშავდა და დაინერგა მაღალი სიმტკიცის სატუმბო-საკომპრესორო მილების წარმოების ტექნოლოგია


• თუჯების კვლევა მიმდინარეობს შემდეგი მიმართულებებით:
ეკონომიურად ლეგირებული მაღალმტკიცე ბეინიტური თუჯების შემუშავება;

ლეგირებული მაღალმტკიცე ბეინიტური თუჯების თერმომექანიკური დამუშავების ახალი რეჯიმების დამუშავება;

დეფორმირებადი მაღალმტკიცე თუჯების მიღების ტექნოლოგიის შემუშავება;

ბეინიტური თუჯების სტრუქტურისა და თვისებების ურთიერთდამოკიდებუ-ლების შერსწავლა;

ბეინიტური თუჯების ტრიბოლოგიური თვისებების გამოკვლევა;

სხვადასხვა ფაქტორების გავლენის შესწავლა ბეინიტური თუჯების კოროზიამედეგობაზე;

ნაკეთობანი დატვიფრული ბეინიტური თუჯისაგან

ნაკეთობანი დატვიფრული ბეინიტური თუჯისაგან


სხმული თუჯის მიკროსტრუქტურა
 
• ლაბორატორიაში ტარდება ლითონების და ლითონების ნაკეთობების ექსპერტიზა სტანდარტებთან შესაბამისობის და რეალური დეტალების დაზიანების მიზეზების დასადგენად. საექსპერტო სამუშაოები ტარდება როგორც შავ, ისე ფერადი ლითონების შენადნებზე.
• შესწავლილია უძველესი ბრინჯაოს (დარიშხანიანი, კალიანი და სხვა) ექსპონატები. დადგენილია მათი მიღების და ჩამოსხმის ტექნოლოგიები.
• ჩატარებულია ჯავარიანი (დამასკური, ბულატის) ფოლადის სტრუქტურის კვლევა. შესწავლილია ასეთი ფოლადების მიღების თავისებურებანი, დადგენილია ფოლადის ძირითადი მალეგირებელი ელემენტის ნახშირბადის ოპტიმალური რაოდენობა, შემუშავებულია დაბალტემპერატურული ჭედვის რეჟიმი, რომელიც განაპირობებს მარცვლოვანი პერლიტის მიღებას, ზრდის ნამზადის პლასტიკურობას და ცვეთამედეგობას - შესაბამისად ჭრის უნარს.


ინსტიტუტის ბაზაზე შესაძლებელია ჯავარიანი ფოლადისაგან მცირე რაოდენობის
ტურისტული და სასუვენირე დანების დამზადება


• მიმდინარეობს უძველესი პრიმიტიული შახტური ტიპის ღუმელში რკინა-ფოლადის მიღების ტექნოლოგიური პროცესის ისტორიულ-ტექნოლოგიური ანალიზი, მისი აღდგენა და მოდელირება.


კოროზია
ახალი საკონსტრუქციო მჟავაგამძლე, მაღალმტკიცე მაღალაზოტიანი უნიკელო, აუსტენიტური და მარტენსიტული კლასის ფოლადების და შენადნობების სტრუქტურის, კოროზიული მედეგობის კვლევა და ოპტიმალური შედგენილობის დადგენა მათ გამოსაყენებლად ქიმიური, კვების, ფარმაკოქიმიური, გემთმშენებლობის და მრეწველობის სხადასხვა დარგებში, ნავთობის და გაზის მოპოვების და ტრანსპორტირების მილებისათვის. შერჩეული მასალების ჩანერგვა და მონიტორინგი.


კოროზიული მდგომარეობის კვლევის მეთოდების და ხელსაწყოების დამუშავება;


მაღალეფექტური პროტექტორული მასალების დამუშავება;


საქართველოს ნიადაგების და ბუნებრივი წყლების კოროზიული აგრესიულობის კვლევა და ლითონკონსტრუქციების კოროზიისგან დაცვა გარემოს ეკოლოგიური უსაფრთხოების მიზნით;


13% ქრომის და 6% ნიკელის ფუძეზე ახალი ეკონომიურად ლეგირებული მარტენსიტულად დაბერებადი ფოლადების შესწავლა, ფოლადისაგან ცივადნაგლინი 2 მმ და 0,2 მმ დიამეტრის მაღალი სისალის და სიმტკიცის მავთულების მიღება, მათი კოროზიამედეგობის შესწავლა აგრესიულ სამედიცინო არეებში და რეკომენდაციების დამუშავება მათ გამოსაყენებლად მაღალი ფუნქციონალური თვისებების მიკროქირურგიული ინსტრუმენტებისათვის;
მაღალი სიმტკიცის და კოროზიამედეგობის პოლი და ნანოკრისტალური ტიტანის შენადნობების დამუშავება სამედიცინო ინსტრუმენტების, იმპლანტების და ნანოსტრუქტურული დანაფარებისათვის;


კოროზიული პროცესების მათემატიკური მოდელირება ელექტროქიმიური და ექსპერიმენტის დაგეგმვის სტატისტიკური მეთოდების გამოყენებით ფოლადების და შენადნობების შედგენლობის ოპტიმიზაციის და კოროზიისგან დაცვის მიზნით;


ლოკალური კოროზიული პროცესების განვითარების პროგნოზირება დაჩქარებული ელექტროქიმიური მეთოდით და კოროზიის განვითარების რისკ-ფაქტორების შეფასება;


სამხედრო მანქანების და საბრძოლო აღჭურვილობის კოროზიული გამოცდების მეთოდიკის დამუშავება მსოფლიოს მოწინავე ქვეყნების მიერ მიღებულ სტანდარტებზე დაყრდნობით;


საჯავშნე ლითონური მასალების, საბრძოლო ტექნიკისა და სამხედრო აღჭურვილობის კოროზიამედეგობის ლაბორატორიული კვლევები და ნატურული გამოცდები საქართველოს სხვადასხვა კლიმატურ პირობებში, მათ შორის შავი ზღვის წყალსა და ნოტიო სუბტროპიკულ ატმოსფეროში, დაცვის მეთოდების დამუშავება და რეკომენდაციების შედგენა;




2019-2021 წლის პროექტი: ბეინიტური თუჯის ლეგირებით სტრუქტურული აგებულების შეცვლის გავლენა ცვეთამედეგობაზე.

ყოველთვის ითვლებოდა, რომ თუჯი, როგორც მასალა მექანიკური თვისებებით შედარებით ფოლადთან გაცილებით უფრო დაბალი ხარისხისაა. ბოლო ათწლეულში დადგინდა, რომ, თუ თუჯში შევცვლით ფირფიტოვანი გრაფიტის ჩანართების ფორმას სფეროიდალურზე, მისი მექანიკური თვისებები შესაძლებელია გაუტოლდეს რიგი ფოლადების თვისებებს. სამეცნიერო-კვლევითი სამუშაოები, რომლებიც ტარდება ამ მიმართულებით მეტად პერსპექტიულია. რიგი წლების მანძილზე ინსტიტუტში მიმდინარეობს ექსპერიმენტალური კვლევა ზემოთ აღწერილ საკითხებზე.


ინსტიტუტში გამოდნობილი იქნა მაღალმტკიცე მოდიფიცირებული თუჯების რამდენიმე კომპოზიცია, რომელთა მიკროსტრუქტურაში გრაფიტი წარმოდგენილია სფეროიდალური ფორმით. ათვისებულია ამ კომპოზიციების გამოდნობის, ჩამოსხმის, წნევით დამუშავების, თერმული დამუშავების ტექნოლოგიური რეჟიმები. ამ თუჯებისაგან დამზადებული ნიმუშების გამოცდებმა ცვეთაზე პერსპექტიული შედეგები მოგვცა.


ზემოთ აღწერილი გამოცდების საფუძველზე წელს წამოწყებული პროექტი წინა წლების სამუშაოების გაგრძელებას წარმოადგენს. ეს პროექტი პრიორიტეტულია, ახალია და მრეწველობისათვის საჭირო, ვინაიდან გამოიწვევს პროდუქციის გაიაფებას და ხარისხის გაუმჯობესებას.


პროექტის თანახმად პირველ წელს უნდა შეირჩეს ლეგირებული ბეინიტური თუჯის ოპტიმალური კომპოზიცია. ჩატარებულია შრომატევადი სამუშაოები არა მარტო თუჯის შედგენილობის ლეგირების თვალსაზრისით, არამედ შემდგომი ტექნოლოგიური გადასვლების დასახვეწად; მათ შორის თუჯში ფოლადის ძირის მიკროსტრუქტურის შესაცვლელად იზოთერმული დამუშავებით ბეინიტურ სტრუქტურებზე და წრთობით მარტენსიტზე. ამ დამუშავებით შენარჩუნებულია გრაფიტის სფეროიდალური ფორმა და იცვლება ფოლადის ძირის მიკროსტრუქტურა. ყველა აღნიშნული თუჯის კომპოზიციებიდან დამზადებულია ცვეთაზე გამოსაცდელი ნიმუშები და მათი მნიშვნელოვანი ნაწილი გამოცდილია კიდეც. მიღებული პირველდაწყებითი შედეგები საინტერესოა: ერთი და იგივე პირობებში ჩვეულებრივი მაღალმტკიცე თუჯის ხახუნის კოეფიციენტი მშრალი ხახუნის და სრიალის დროს არის 0,35÷0,37 ფარგლებში. ბეინიტური თუჯის შემთხვევაში, იგივე პირობებში, მიკროსტრუქტურისაგან დამოკიდებულებით, ხახუნის კოეფიციენტი მნიშვნელოვნად გაფართოვდა (0,37÷0,55), რაც გვაძლევს საშუალებას მიკროსტრუქტურის ცვლილებით შევარჩიოთ კონსტრუირების დროს კვანძებში მომუშავე ხახუნის წყვილებისავის უკეთესი თუჯის მასალა.
მიმდინარე წლის ბოლოს ჩატარდება ლეგირებული მაღალმტკიცე ბეინიტური თუჯების სხვადასხვა კომპოზოციების ნიმუშების გამოცდის შედეგების მიხედვით უკეთესი ვარიანტების შერჩევა შემდეგ, მომავალ წელს კვლევითი სამუშაოების მიზანშეწონილად დაგეგმვის მიზნით.


2017-2019 წლების პროექტი: “ინსტიტუტში შემუშავებული სპეციალური დანიშნულების მასალების კოროზიული მედეგობის კვლევა ნოტიოსუბტროპიკულ ატმოსფეროში და მათი კოროზიისაგან დაცვის მეთოდებისდამუშავება“.
პროექტის ფარგლებში:
- შერჩეულია და დამუშავებული ინსტიტუტში შემუშავებული სპეციალური დანიშნულების მასალების კოროზიული მედეგობის კვლევის მეთოდები ნოტიო სუბტროპიკულ ატმოსფეროში;
- ბათუმის კოროზიული კვლევების პოლიგონზე ღია ატმოსფერულ სტენდზე Ti-Cr-C ფოლადის სისტემის ლითონკერამიკული მასალების CN ტიპის ნიმუშების ხანგრძლივი (2 წლიანი) ნატურული კოროზიული გამოცდების შედეგად დადგენილია მათი მაღალი კოროზიული მედეგობა. მიმდინარეობს სხვადასხვა მოჭიმვის სოლური და გრძივიTiB0.6 ნიმუშების ელექტროქიმიური კვლევები 10% NaCL, HCl და NaOH ხსნარებში. წინასწარი მონაცემებით დადგენილია მათი მაღალი მედეგობა აღნიშნულ ხსნარებში;


- ჩატარებულია საჯავშნე ფოლად MIILUX – 500 - ის (შედუღების გარეშე, შედუღებული და პოლიურეთანით დაფარული) ხანგრძლივი კოროზიული გამოცდები ბათუმის კოროზიული კვლევების პოლიგონზე ღია ატმოსფერულ სტენდზე. ვიზუალური დათვალიერებით პოლიურეთანის ორი ფენით შეღებილი ნიმუშები არავითარ ცვლილებებს და დაზიანებებს არ განიცდიან. ერთფენად შეღებილ ნიმუშებზე ერთი თვის შემდეგ შეინიშნებოდა ცვლილებები - ლაქები და ჟანგის წერტილები, რომლებიც თანდათან გაღრმავდა. პოლიურეთანის საღებავით დაუფარავი MIILUX – 500 - ის ნიმუშები შედუღებული და შედუღების გარეშე პირველივე დღეებიდან განიცდიან თანაბარზომიერ კოროზიულ რღვევას. მათი ზედაპირი დაფარულია რკინის ჟანგეულებით Fe2O3, რომელთა რაოდენობა დროში იზრდება. 11 თვიანი გამოცდების შემდეგ შედუღებული ნიმუშების კოროზიის სიჩქარე შეადგენს K = 0,0025 გრ/მ2.სთ. ფოლადი კოროზიული მედეგობის ათბალიანი შკალით შეესაბამება საკმაოდ მედეგთა კლასს (მდგრადობის მე-2 ბალი). შეუდუღებელი ნიმუშების კოროზიის სიჩქარე ერთი რიგით მაღალია K = 0,035 გრ/მ2.სთ., რაც შეესაბამება მდგრადობის მეოთხე ბალს და მიუთითებს მის კოროზიულ მედეგობაზე;


- მარილიანი ნისლის კამერაში და ნატურულ პირობებში მიღებული გამოცდის შედეგები ერთმანეთთან კორელაციაშია.ნოტიო სუბტროპიკულ ატმოსფეროში საჯავშნე ფოლად MIILUX-500 გამოსაყენებლად რეკომენდირებულია პოლიურეთანის საღებავის ორი ფენით დაფარვა. საღებავის სისქე მთელ ზედაპირზე უნდა იყოს თანაბარი და ორფენოვანი და არ უნდა ჰქონდეს მექანიკური დაზიანებები.


2017-2019 წლების პროექტი: - „რკინის ფუძეზე ახალი, მსუბუქი შენადნობების შემუშავება“.

სამეცნიერო-ექსპერიმენტალური მუშაობა დაკავშირებულია Fe-Mn-Al-C, Fe-Mn-Al-C–Si სისტემებიდან შერჩეულ შენადნობთა კომპოზიციების დნობის ინოვაციური მიდგომებით, მოდიფიკატორების, თერმული და თერმომექანიკური დამუშავების გამოყენებით, სრული ტექნოლოგიური ციკლის შექმნასთან, მაღალი ხვედრითი სიმტკიცის მქონე ნამზადების მიღების მიზნით.


რკინის ფუძეზე ახალი მსუბუქი შენადნობები, როგორც სამოქალაქო, ასევე თავდაცვაში გამოყენებული სატრანსპორტო საშუალებების და კონსტრუქციების წონის მნიშველოვან შემცირებას, მათ ენერგო ეფექტურობას და ეკოლოგიური სისუფთავის გაზრდას უზრუნველყოფს.


ლაბორატორიის პერსონალი
სალომე გვაზავა
ინჟინერი
14-11-2016    ნანახია: 7 618-ჯერ