Қазақстан экономикасын өркендету үшін қаржы инфрақұрылымын дамыту процесінде ғылыми-техникалық прогресс қарқынын жеделдету негізінде өндіріс қарқынын арттыру мәселесі туындайды. Ғылым мен техниканың жаңа жетістіктерін материалдандыруда металлургия өндірісі шешуші рөл атқарады. Металлургияның жетекші рөлі оның экономиканың көптеген саласында қолданылатын қорытпаларды шығаруымен айқындалады.
Машина жасаудың ғылыми және практикалық базасын дамытудың жетекші орталықтарының бірі – Әбілқас Сағынов атындағы Қарағанды техникалық университеті.
Біздің университет отандық жоғары білім мен ғылыми қызметтің көшбасшыларының бірі болып табылады, бұл әлемдік және ұлттық рейтингтердегі жоғары позициялармен расталады.
Ректор, э.ғ.д., профессор С.Сагинтаеваның белсенді қолдауымен жоғары оқу орнының ғалымдары әзірлеп, тәжірибеге енгізілген ғылымды қажетсінетін технологиялардың жарқын мысалы жоғары пайдалану қасиеттері бар қорытпалардан бөлшектер шығаруға байланысты жобалар.
Мамандарды даярлау, ғылымды қажетсінетін технологияларды әзірлеу және коммерцияландыру процесінде ғылымды, білім беруді және өндірісті тиімді интеграциялау базасында жұмыс істейтін «Корпоративтік Университет» инновациялық-білім беру консорциумы қамтамасыз етеді.
Бүгінде оның құрамында 70-тен астам жүйе құраушы кәсіпорын бар, оның ішінде ұлттық тау-кен металлургия кешенінің негізгі компаниялары: «Qarmet» АҚ, «Қазақмыс» Корпорациясы» ЖШС, «Соколов-Сарыбай кен байыту өндірістік бірлестігі» АҚ, «Шұбаркөл Көмір», «Богатырь Көмір» АҚ, «Жәйрем КБК» АҚ және басқалар. Консорциумның өнеркәсіптік кәсіпорындарымен серіктестікте кейіннен өндіріске енгізе отырып, өзекті ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар (ҒЗТКЖ) жүргізілуде.
Өңір экономикасының нақты секторымен шығармашылық өзара тиімді ынтымақтастық университет орындайтын зерттеулер мен әзірлемелер көлемін, технологияларды коммерцияландыруды ондаған есе арттыруға мүмкіндік берді.
Университеттегі ғылыми қызығушылықтардың бағыты, атап айтқанда, жаңа көпфункционалды қорытпаларды және осы қорытпалардан бөлшектерді жасау тәсілдерін жасауға бағытталған. Әбілқас Сағынов атындағы ҚарТУ-дың ғалымдары әртүрлі қорытпаның механикалық қасиеттерін арттыру резервтерін іздеуде.
Қорытпалар өндірісіндегі заманауи бағыттардың бірі – жоғары энтропиялық қорытпалар (ЖЭҚ).
Жоғары энтропиялық қорытпалар болашақ құрылымдық материалдардың ең болашағы зор кластарының бірі ретінде қарастырылады. Жақын концентрациядағы бірнеше негізгі элементтердің үйлесімі арқылы олар дәстүрлі қорытпалар үшін қол жетпейтін беріктіктің, икемділіктің, термиялық тұрақтылықтың және коррозияға төзімділіктің бірегей тепе-теңдігін көрсетеді. Бұл оларды төтенше жағдайларда – авиациялық-ғарыштық техника мен энергетикадан бастап химиялық және мұнай-газ жабдықтарына дейін қолдану мүмкіндіктерін ашады.
Болашақта жоғары энтропиялық қорытпалардың дамуы олардың құрылымын атом деңгейінде басқарумен, есептеу материалтану ғылымын қолданумен және жергілікті ресурстарды қоса алғанда, қол жетімді шикізат базасына бейімделумен байланысты. Өндіріс құны төмендеген сайын және ұзақ өмір сүру деректері жинақталғандықтан, мұндай қорытпалар зертханалардан жаппай өнеркәсіптік қолданбаларға ауысып, сенімді және функционалды материалдардың жаңа буыны үшін негіз бола алады.
ЖЭҚ – құрылымдық металл материалдарын дамытудың заманауи тренді.
Жаңа қорытпаны құрудың дәстүрлі әдісі – негізгі элемент негізінде композицияны әзірлеу, ал қажетті қасиеттерге легирлеу және кейіннен өңдеу арқылы қол жеткізіледі. Осы процестердің бірлескен әрекеті нәтижесінде құрылым жасалады, оның негізі әртүрлі шығу тегі, құрамы мен құрылымы бар фазалары бар матрица.
ЖЭҚ құру кезінде қорытпаны жасаудың мүлдем басқа принципі қолданылады. Дәстүрлі қорытпаларда бір негізгі компонент бар, ал қалған элементтер (2-ден 10-ға дейін және көбіне сирек) аз мөлшерде қосылады және негізгі компонентке негізделген қорытпаның белгілі бір қасиеттерін арттыруға арналған.
ЖЭҚ құрамы кем дегенде 5 компоненттен тұрады, жақсырақ эквиатомдық концентрацияда немесе элементтердің әрқайсысының құрамында 35-тен 5%-ға дейін. Осылайша, құрылымды қалыптастырудың мүлдем басқа принципі жүзеге асырылады, онда матрицаны құрайтын негізгі элемент жоқ. Әр элементтің құрылымына қалыптастырудың үлесі басқалармен сәйкес келеді және ЖЭҚ құрамымен анықталады.
Ғалымдар Әбілқас Сағынов атындағы ҚарТУ-дың br24993020 «Балқымаға әсер ету синергиясы есебінен біртекті құрылымы бар күрделі қоспаланған болаттарды дайындау технологиясын әзірлеу және енгізу» бағдарламасын орындау аясында (ғылыми жетекшісі – профессор А.Исағұлов) Fe-Cr-Co-Ni-Mn-Nb-Mo жүйесі негізінде квази-жоғары энтропиялық қорытпаның құрамын әзірледі.
Әзірленген қорытпа жоғары механикалық қасиеттерді көрсетеді (қысу беріктігі, қаттылық, икемділік, тозуға төзімділік). Мұндай қорытпалардан құймаларды нақты пайдалану жағдайында сынау қызмет ету мерзімі қолданыстағы құймалармен салыстырғанда орташа есеппен 20-30%-ға өсетінін көрсетті. Сонымен қатар мұндай қорытпаны жасау үшін таза қымбат металдар емес, құны едәуір төмен ферро-қорытпалар қолданылады.
Ұсынылған технологиялардың басты бәсекелестік артықшылығы – легирлеуші қоспаларды, қорытпаларды өңдеудің әртүрлі модификаторлары мен әдістерін (пештен тыс және термиялық өңдеу) қолдану нәтижесінде қол жеткізілетін ең қолайлы қорытпа құрылымын қалыптастыру арқылы өнімнің беріктігі мен тиімділігін арттыру.
Қазақстандық нарықта ұсынылатын тауардың тікелей баламасы ұсынылмағанын атап өткен жөн.
Орындалатын жұмыстардың маңыздылығы осы саладағы осындай мамандандырылған ұйымдармен – Пол Сабатье университетінің (Тулуза) cirimat зертханасымен – Францияның Аэронавтика орталығымен; Лотарингия университетімен (Нанси, Франция), Ұлы Петрдің Санкт-Петербургпен (Ресей), «Қазақмыс» Корпорациясы» ЖШС және т.б. тығыз өзара іс-қимылмен расталады.
Сапалы үздіксіз өнімді ұйымдастыруға тиімді әсер тек технологиялық процестерді дұрыс таңдағанда, өндірісті тиісті техникалық жабдықтауда, белгілі бір факторлардың дайын өнімге қалай әсер ететінін алдын-ала қарастыруға болатындығы белгілі. Мұның бәрі Әбілқас Сағынов атындағы Қарағанды техникалық университетінің қызметкерлері әзірлеу үстіндегі технологиялардың негізінде жатыр.
А. Исағұлов,
аппарат басшысы, техника ғылымдарының
докторы, профессор.
С. Квон,
В. Куликов,
Ә.Сағынов атындағы ҚарТУ «Металлургия және
жаңа материалдар» кафедрасының профессорлары