Tytuł projektu: Wysokowytrzymałe elementy złączne z nanokrystalicznej stali stopowej odkształcanej plastycznie
Nazwa beneficjenta: INTER-METAL Sp. Jawna Mirosław Radomski Wiesław Jerzy Fąfara
Wydatki ogółem: 2 917 607,88
Wydatki kwalifikowalne: 2 721 566,00
Dofinansowanie: 2 090 664,10
Dofinansowanie UE: 2 090 664,10
Data rozpoczęcia: 2025-01-01
Data zakończenia: 2027-12-31
Instytucja zawierająca umowę: Mazowiecka Jednostka Wdrażania Programów Unijnych (IP.01.FEMA)
Fundusz: Europejski Fundusz Rozwoju Regionalnego
Program: Fundusze Europejskie dla Mazowsza 2021-2027
Priorytet: Fundusze Europejskie dla bardziej konkurencyjnego i inteligentnego Mazowsza
Działanie: Badania, rozwój i innowacje przedsiębiorstw
Opis projektu:
Głównym celem projektu jest podniesienie konkurencyjności i innowacyjności Inter-Metal Sp.J. poprzez uzyskanie możliwości wytwarzania wyrobów złącznych z grupy stali austenitycznych, austenityczno-ferrytycznych lub ferrytycznych, charakteryzujących się unikalnymi własnościami wytrzymałościowymi i użytkowymi, nieosiągalnymi w procesach produkcyjnych z użyciem istniejących dotychczas materiałów, uzyskiwanych klasycznymi metodami przeróbki plastycznej i obróbki cieplnej.
Realizacja niniejszego projektu obejmuje również współpracę z organizacją badawczą, a konkretnie z Instytutem Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk.
Cele szczegółowe projektu można zdefiniować jako:
1. Uzyskanie zwiększonej wytrzymałości mechanicznej min. dwóch gatunków stali. Wytrzymałość na rozciąganie Rm zwiększona o min. 50% w porównaniu do materiału wyjściowego. Przykładowe wytrzymałości handlowe tego typu stali to: duplex – Rm = 600 MPa, a dla stali 304L Rm=700 MPa.
2. Zwiększenie współczynnika zmienności rozkładu twardości (CV) na przekroju poprzecznym półproduktu w postaci nagwintowanego pręta. Materiały komercyjne charakteryzują się przeważnie niejednorodnością wynoszącą od 0,06 do nawet 0,08 (wartość bazowa). Półprodukty uzyskane w ramach zadania nr 2 będą charakteryzowały się wysoką jednorodnością w zakresie od 0,02 do 0,035 (wartość docelowa).
3. Wykonanie prototypowych elementów złącznych z nanokrystalicznych stali odpornych na korozję w klasie A-120. Decydującym parametrem pozwalającym na uszeregowanie elementów złącznych z wybranych materiałów w klasie A-120 będzie wytrzymałość Rm przekraczająca wartości 1200 MPa (wartość docelowa). Wartość bazowa – wysokowytrzymałe elementy złączne z tych materiałów obecnie są dostępne w klasie wytrzymałości nie przekraczającej Rm= 900MPa, dla najbardziej wytrzymałych elementów złącznych ze stali duplex. Większość tego typu stali jest oferowana w klasie A4-70, gdzie wytrzymałość wynosi do 700MPa. Osiągnięcie powyższych celów szczegółowych jest planowane w okresie realizacji projektu, tj. do roku 2027.
Dla osiągnięcia celu projektu niezbędne jest opracowanie nowych, bądź modyfikacja i dostosowanie istniejących technologii wytwórczych podstawowych typów wyrobów złącznych, dla zagwarantowania możliwości ich wytworzenia oraz efektywności procesów produkcyjnych, przy zastosowaniu do produkcji materiałów o strukturach nanokrystalicznych. Kolejnym celem jest wdrożenie do produkcji w/w wyrobów złącznych i wprowadzenie ich do oferty wykonawczej i produkcyjnej firmy „Inter-Metal”. Pozwoli to na wypełnienie luki rynkowej w zakresie elementów złącznych o wysokich własnościach wytrzymałościowych i plastycznych.
GRAFICZNE PODSUMOWANIE WYBRANYCH REZULTATÓW ETAP I PRAC B+R
Innowacja w produkcji elementów złącznych: Sukces pierwszego etapu projektu INTER-METAL
Zadanie 1 realizowane było w okresie 01.05.2025-30.06.2026
Głównym celem zakończonego etapu było zbadanie, jak nowoczesna metoda wyciskania hydrostatycznego (HE) wpływa na strukturę i właściwości pięciu wybranych gatunków stali odpornych na korozję. Wyniki przeprowadzonych prac badawczych nie tylko potwierdziły przyjęte hipotezy, ale wręcz przekroczyły pierwotne oczekiwania zespołu naukowego:
- Ekstremalny wzrost wytrzymałości: Zakładano uzyskanie wzrostu wytrzymałości na rozciąganie o co najmniej 50% w co najmniej dwóch gatunkach stali. Tymczasem cel ten został osiągnięty dla wszystkich pięciu badanych materiałów już przy najniższym stopniu odkształcenia. Liderem okazała się stal austenityczna 1.4301, której wytrzymałość wzrosła o ponad 111% (osiągając aż 1497 MPa).
- Nanotechnologia w praktyce: Dzięki wyciskaniu hydrostatycznemu udało się uzyskać strukturę ultradrobnoziarnistą, a lokalnie nawet nanokrystaliczną (rozmiary ziaren poniżej 100–200 nm). Przełożyło się to na wzrost twardości materiałów o 60% do 83% oraz znakomite ujednorodnienie ich właściwości na całym przekroju prętów.
- Zachowanie odporności korozyjnej: Badania elektrochemiczne potwierdziły, że tak silna deformacja plastyczna nie wpływa negatywnie na odporność korozyjną stali w środowisku chlorków, co jest kluczowe dla trwałości przyszłych elementów złącznych.
- Uproszczenie procesu: Wykazano, że sam proces wyciskania hydrostatycznego tak skutecznie ujednolica strukturę stali, iż możliwe jest pominięcie energochłonnej obróbki cieplnej przed deformacją, co uprości i obniży koszty przyszłej produkcji.
Uzyskane wyniki stanowią solidną bazę do przejścia do Zadania 2, w którym zespół skupi się na opracowaniu docelowej technologii wytwarzania, obróbce skrawaniem oraz produkcji prototypów wysokowytrzymałych elementów złącznych. Jako wiodący materiał do dalszych prac wytypowano stal austenityczną 1.4301, a jako uzupełniające stale 1.4462 (duplex) oraz 1.4539 (superaustenityczną)