Курс «Основы выбора и применения материалов для трубопроводной арматуры»

Комплексы модификаторов, раскислителей как на основе известных элементов, так и РЗМ занимали умы специалистов в это время. С исчерпанностью и большим количеством применяемых в попытках улучшить свойства модификаторов они стали удаляться в т. н. "дурную бесконечность", когда предлагалось множество сочетаний модифицирующих комплексов.

Но они не приводили к улучшению результатов, тогда как усложняли производство и не решали задачу глобально. С началом введения марганца в больших объемах ситуация с повышением свойств литых сталей криогенного назначения стала улучшаться. Стали серии 12Х14Г14Н4Л показали не только возможности повышения свойств стали в литом состоянии, но и повышение литейных свойств.

Настоящий эффект роста вязких свойств при криогенных температурах был достигнут на стали 07Х13Г19. Ее вязкие свойства начали приближаться деформированным сталям того же класса. Тогда же стало ясно, что решаются и многие проблемы, связанные с качеством литой стали и не решенные в рамках хромоникелевых сталей. Главным их них стало решение проблемы устранения сульфидных плен и ликвации серы в целом. Марганец оказался способен обеспечить перевод серы в нейтральное состояние и практически сделать ее легирующим элементом хромомарганцевого аустенита, переведя из вредной примеси в положительно влияющий компонент сплава.

Самые выдающиеся результаты дали сплавы марганца, где его способность к ликвации была усилена способностью к формированию композитной структуры при переходе к системе на основе композиции стали 08Х8Г28Л. Показатели ударной вязкости этой стали превысили показатели ударной вязкости деформированной криогенной стали как этого класса, так и деформированных хромоникелевых сталей.

Способность марганца к раскислению и борьбе с выделениями сульфидных плен, ставшая основной тенденцией развития литых сталей для криогенных температур, сочеталась и с другой способностью марганца – быть опосредующим элементом в матрице и расплаве между алюминием, являющимся еще более сильным раскисляющим элементом, и железной основой сплава. Их соединение в матрице железомарганцевого аустенита дает еще более высокие возможности роста качества устранения дефектов литой стали, повышения литейной эффективности, но в тоже время делает шаг и в направлении еще более интересных эффектов, а именно снижения удельного веса стали или повышения весовой эффективности изделия.

Таким образом, использование и развитие легирования в направлении роста раскисляющей способности вводимых элементов, в сочетании со способностью к обеспечению высоких свойств железомарганцевого аустенита является определяющей тенденцией развития литых сталей для криогенных температур.

2.2. Подход на основе свойств вещества

Теперь мы можем перейти и к обобщению более высокого уровня. Мы можем понять, как двигалось мышление при разработке идей по получению литых материалов для криогенных температур. Сделать это нам помогут общие схемы познания вещества, которые предложил Б. М. Кедров (1).

БЛОК ВСТАВКА ОБЩАЯ СХЕМА ПОЗНАНИЯ ВЕЩЕСТВА

Три стороны вещества – три ступени его познания

Всякое вещество – от самого простого до самого сложного – имеет три различные, но взаимосвязанные стороны: свойство, состав, строение.

Свойства представляют собой, прежде всего, внешние проявления вещества, а потому они познаются раньше всего. С их установления начинается процесс познания каждого отдельного вида вещества. По мере того как накапливаются данные об отдельных свойствах изучаемого вида вещества, подготавливается возможность приступить к более высокой стадии – к раскрытию тех вещественных носителей, которые лежат в основе изученных свойств в качестве их материального субстрата.

В изучении вещества эта более высокая стадия научного познания характеризуется преобладанием аналитических методов исследования. Хотя в общем ходе познания вещества строение вещества как более сложная задача еще не раскрыто, но материальные носители выявленных ранее свойств уже найдены и аналитически вычленены. В этих условиях единственно возможная задача состоит в том, чтобы объяснить наличие тех или иных свойств веществ их определенным составом, то есть наличием в них определенных компонентов как носителей этих свойств. В связи с этим в пределах данной отрасли знания встает первая проблема, которую мы обозначим (1) и которую можно записать так: «свойство – состав». Она связывает между собой две первые по времени их открытия стороны вещества.

Но прогресс не останавливается на открытии материальных носителей свойств; он идет дальше, к выяснению природы и структуры найденных носителей, их строения.

Процесс открытия строения носителей свойств вещества совершается по меньшей мере двумя этапами. На первом, более низком этапе с помощью представления о строении вещества получает объяснение его состав. Так возникает следующая проблема (2): «состав – строение», которая связывает вторую и третью (по времени их раскрытия) стороны вещества.