Институт статистических исследований и экономики знаний (ИСИЭЗ) НИУ ВШЭ выделил с помощью системы анализа больших данных iFORA приоритетные технологии, меняющие облик металлургической промышленности.
Наиболее высокий индекс значимости в проанализированном массиве источников имеют аддитивные технологии (№ 1 в рейтинге). Из инструмента быстрого прототипирования металлических изделий они постепенно превратились в одно из ключевых направлений развития современной металлургии. С их помощью производят заготовки, близкие к конечному изделию по форме и размерам, а также детали сложной геометрии, недоступной для традиционных методов литья. Широкое применение в аддитивном производстве получило лазерное сплавление в порошковом слое (powder bed fusion) (№ 4), используемое при изготовлении сложных компонентов для аэрокосмической и автомобильной промышленности, биомедицины и других высокотехнологичных сфер.
Другим важным вектором технологического развития металлургии является создание новых типов сплавов. Альтернативой традиционным становятся высокоэнтропийные сплавы (№ 5), получаемые путем сочетания нескольких основных элементов в значительных концентрациях. Суперсплавы (№ 6) используются в изделиях и конструкциях, эксплуатируемых в экстремальных условиях. Высокопрочная сталь (№ 7), относящаяся к классу конструкционных сталей с улучшенными характеристиками, обеспечивает оптимальный баланс прочности, свариваемости, пластичности и коррозионной стойкости. Благодаря такому набору характеристик она востребована в разных сферах, включая автомобильную промышленность, производство промышленного оборудования и инфраструктурные проекты. Среди перспективных новых материалов выделяются металлогидриды (№ 9). Их применяют прежде всего в технологиях хранения и транспортировки водорода благодаря способности его удерживать в кристаллической структуре, а также в некоторых металлургических и химико-технологических процессах, например, в очистке металлов.
Растущий спрос на более качественные материалы и конкуренция со стороны композитов стимулируют развитие оборудования, позволяющего выпускать продукцию с требуемыми характеристиками при меньших затратах. Электрометаллургия и электродуговые печи (№ 8) стали стандартом выплавки стали, постепенно вытесняя традиционные мартеновские печи. Благодаря внедрению новых типов электродуговых печей можно получать металл высокой чистоты, а также увеличивать степень автоматизации и экологичности производства.
По мере усложнения производственных процессов в металлургии и усиления требований к качеству продукции растет потребность в инструментах мониторинга и контроля на разных этапах производства и эксплуатации изделий. Для этих задач все шире используются цифровые двойники (№ 2). В частности, их применяют для анализа деформаций стальных конструкций. С помощью технологий предиктивного обслуживания (№ 10) на основе искусственного интеллекта можно в режиме реального времени анализировать данные промышленных датчиков, оценивать состояние оборудования, в целом оптимизировать техническое обслуживание. Среди методов исследования структуры и состава металлов и сплавов важное место занимает рентгеновская дифракция (№ 3). В последние годы активно развивается энергодисперсионная рентгеновская дифракция и другие модификации метода.
Металлургия, одна из старейших отраслей промышленности, проходит через комплексную технологическую трансформацию. Ее проявления затрагивают различные этапы производственного процесса: от разработки новых материалов и сплавов до внедрения высокотехнологичного оборудования и цифровых инструментов мониторинга и управления. В совокупности эти изменения способствуют повышению эффективности производства, обеспечивая контроль качества и сокращение издержек.
