Вісник НАН України. 2019. № 8.
ШАПОВАЛОВ Віктор Олександрович —
член-кореспондент НАН України, завідувач відділу плазмово-шлакової металургії Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
ШЕЙКО Іван Васильович —
доктор технічних наук, провідний науковий співробітник відділу плазмово-шлакової металургії Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
ПАТОНІВСЬКА ШКОЛА: ВСЕ ЖИТТЯ В НАУЦІ
До 80-річчя академіка НАН України Г.М. Григоренка
24 серпня 2019 р. виповнюється 80 років відомому українському вченому в галузі спеціальної електрометалургії, матеріалознавства і зварювання, лауреату Державної премії України в галузі науки і техніки (1980), премії Кабінету Міністрів України за розроблення та впровадження інноваційних технологій (2019), премії ім. Є.О. Патона НАН України (2017), завідувачу відділу фізико-хімічних методів досліджень матеріалів Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України, доктору технічних наук (1983), професору (1986), академіку НАН України (2009) Георгію Михайловичу Григоренку.
Георгій Михайлович Григоренко народився 24 серпня 1939 р. у м. Києві. Після закінчення середньої школи він вступив на зварювальний факультет Київського політехнічного інституту (нині — Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»). У 1961 р., ще студентом, Георгій Михайлович прийшов на переддипломну практику в Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона, і від того часу вся його подальша трудова, наукова і педагогічна діяльність пов'язана з цим провідним, визнаним у світі науково-технічним центром зварювання та спецелектрометалургії.
Дипломна робота Георгія Михайловича була присвячена вивченню одного з аспектів фізико-хімічних процесів, які відбуваються під час зварювання, а саме, взаємодії водню та азоту з електричної дуги з краплями рідкого металу. Після здобуття вищої освіти він продовжив дослідження за цією тематикою.
У ті роки не лише в країні, а й загалом у світі відбувався перехід авіабудування на нові типи літаків, інтенсивно розвивалися такі галузі, як важке та енергетичне машинобудування, військово-промисловий комплекс та електронна промисловість, яка потребувала чистих металів і напівпровідникових матеріалів. Запити виробничників спонукали вчених до розроблення нових способів плавлення і кристалізації металів та матеріалів для електронної промисловості. Великі надії покладалися на новітні переплавні процеси, які тоді лише починали активно розвиватися: електрошлаковий, плазмово-дуговий, електронно-променевий переплави. Проте для подальшого прогресу був необхідний прорив у підвищенні якості матеріалів, який могла забезпечити тільки наука.
Роботи, в яких брав участь Г.М. Григоренко, безпосередньо стосувалися цих наукових напрямів. Потрібно було якнайшвидше розробити теоретичне та експериментальне підґрунтя для широкого впровадження переплавних процесів у промисловість, і в цей період Георгій Михайлович займався експериментальними дослідженнями фізики низькотемпературної плазми. Узагальнивши отримані результати, в 1967 р. він успішно захистив кандидатську дисертацію, в якій уперше описав механізм електричного поглинання газів рідким металом з атмосфери електричної дуги. А підсумком його досліджень з вивчення фізико-хімічних процесів взаємодії двоатомних газів з рідким металом при плазмово-дуговому переплавленні металів та сплавів стала докторська дисертація, яку Г.М. Григоренко захистив у 1983 р.
Наприкінці 1960-х — на початку 1970-х років Георгій Михайлович плідно працював над вирішенням завдань, що стояли перед спеціальною електрометалургією. Він розробив і впровадив у виробництво багато технологій виплавлення зливків у плазмово-дугових печах. Зокрема, брав безпосередню участь у створенні промислової технології виплавлення високоазотистих сталей і сплавів із застосуванням низькотемпературної плазми у плазмово-дугових печах на заводі «Електросталь», керував роботами з освоєння технології виплавлення зливків у вакуумно-дугових печах методом переплавлення витрачуваного плазмотрона на заводі «Дніпроспецсталь».
У цей період Георгій Михайлович основну увагу приділяє розробленню технологій виплавлення титанових сплавів у гарнісажних печах для литва з мідним невитратним водоохолоджуваним електродом, впроваджених на Запорізькому моторобудівному заводі («Мотор Січ»), а також проблемі переплавлення некомпактної титанової шихти. З 1973 р. він брав активну участь у виконанні робіт з проектування, виготовлення та спорудження найпотужнішої (1800 кВт) плазмово-дугової печі для виплавлення зливків з титанової губки та кускових відходів титану, яку було введено в експлуатацію в 1978 р. на Запорізькому титано-магнієвому комбінаті.
У країні проводилися великомасштабні оборонні роботи, потрібні були новітні матеріали, зокрема профільовані монокристали тугоплавких металів надвеликих розмірів. Г.М. Григоренко сміливо взявся за розв’язання цієї дуже складної проблеми. Проаналізувавши всі відомі способи отримання монокристалів тугоплавких металів, а також можливості технологій, створених в Інституті електрозварювання, Георгій Михайлович запропонував принципово новий спосіб вирощування монокристалів, який поєднував одночасне використання плазмово-дугового та індукційного нагріву з формоутворенням монокристалу шляхом його наплавлення з використанням локальної металевої ванни, що переміщується. Це була новаторська ідея, яка перевернула усталені уявлення про процеси вирощування монокристалів. У ті часи ще не було терміна «адитивні технології», але запропонована технологія вирощування надвеликих монокристалів тугоплавких металів повністю відповідала сучасному його визначенню.
Під керівництвом та за безпосередньої участі Г.М. Григоренка розпочалися роботи з реалізації цієї технології. Перші обнадійливі результати було отримано вже в 1979 р., а в 1980 р. — створено першу у світі установку з вирощування великих профільованих кристалів. У подальшому технологію успішно розвивали його учні. Завдяки цій згенерованій Георгієм Михайловичем і втіленій у життя ідеї Україна сьогодні — єдина у світі країна, яка має унікальну виробничу базу з вирощування як профільованих надвеликих монокристалів тугоплавких металів, так і монокристалів у вигляді циліндричних зливків.