×
25.08.2017
217.015.b52a

Способ получения наноструктурированных покрытий титан-никель-гафний с высокотемпературным эффектом памяти формы на стали

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области металлургии, а именно к деформационно-термической обработке покрытий титан-никель-гафний с эффектом памяти формы, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и медицине. Способ получения наноструктурированного покрытия титан-никель-гафний с высокотемпературным эффектом памяти формы на стали, включающий нанесение порошка TiNiHf путем высокоскоростного газопламенного напыления, проведение пластической деформации покрытия в четыре этапа, на первом этапе в интервале температур 500-550°C со степенью пластической деформации ε=6-9%, на втором этапе в интервале температур 570-600°C со степенью пластической деформации ε=9-12%, на третьем этапе в интервале температур 600-700°C со степенью пластической деформации ε=12-15%, на четвертом этапе в интервале температур 850-890°C со степенью пластической деформации ε=15-40%, при этом после каждого этапа пластической деформации проводят отжиг при температуре 500-600°C в течение 2-3 часов, и последующую закалку при температуре 900-950°C с последующим охлаждением. Пластическую деформацию покрытия осуществляют обкаткой посредством трехроликового приспособления в радиальном направлении в защитной среде аргона и при пропускании электрического тока в зоне контакта трехроликового приспособления с покрытием Ti-Ni-Hf. В покрытии Ti-Ni-Hf с эффектом памяти формы содержится 19-23% гафния. Обеспечивается получение многофункционального наноструктурированного покрытия с эффектом памяти формы. 2 з.п. ф-лы, 1табл., 1 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области металлургии, а именно к деформационно-термической обработке покрытий титан-никель-гафний с эффектом памяти формы, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и медицине.

Известны способы получения покрытий с эффектом памяти формы TiNiZr (Материалы с эффектом памяти формы: Справ. изд. / Под ред. Лихачева В.А. - Т. 1. - СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 1997. - 424 с. / T. 2. - СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 1998. - 374 с. / Т. 3 - СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 1998, 474 с. / Т. 4. - СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 1998. - 268 с. К. Ооцука, К. Симидзу, Ю. Судзуки и др. Сплавы с эффектом памяти формы / Под ред. Х. Фунакубо. Пер. с японск. - М.: Металлургия, 1990. - 224 с.)

Недостатком материалов с эффектом памяти формы являются их низкие прочностные характеристики.

Известен способ получения наноструктурированных покрытий никель-алюминий с эффектом памяти формы на стали, включающий нанесение покрытия при помощи плазменной наплавки порошка NiAl с эффектом памяти формы, закалку при температуре 1000-1200°C с последующим охлаждением в жидком азоте, последующее проведение пластической деформации покрытия в три этапа, на первом этапе - в интервале температур 300-350°C со степенью пластической деформации ε=4,5-10%, на втором этапе - в интервале температур 350-400°C со степенью пластической деформации ε=10-15%, на третьем этапе в интервале температур 400-480°C со степенью пластической деформации ε=15-40%, при этом после каждого этапа пластической деформации проводят отжиг при температуре 500-600°C в течение 1-1,5 ч. При этом пластическую деформацию покрытия NiAl осуществляют обкаткой трехроликовым приспособлением в радиальном направлении. Получают покрытие NiAl с эффектом памяти формы с содержанием алюминия 36-38% (патент РФ №2398027).

Недостатком покрытия с эффектом памяти формы NiAl являются его низкие прочностные характеристики и износостойкость.

Задачей предложенного изобретения является повышение прочностных характеристик, адгезии, износостойкости сплавов с эффектом памяти формы.

Техническим результатом является получение многофункционального наноструктурированного покрытия с эффектом памяти формы.

Технический результат достигается предложенным способом получения наноструктурированных покрытий титан-никель-гафний с высокотемпературным эффектом памяти формы на стали, включающий нанесение порошка TiNiHf путем высокоскоростного газопламенного напыления, проведение пластической деформации покрытия в четыре этапа, на первом этапе в интервале температур 500-550°C со степенью пластической деформации ε=6-9%, на втором этапе в интервале температур 570-600°C со степенью пластической деформации ε=9-12%, на третьем этапе в интервале температур 600-700°C со степенью пластической деформации ε=12-15%, на четвертом этапе в интервале температур 850-890°C со степенью пластической деформации ε=15-40%, при этом после каждого этапа пластической деформации проводят отжиг при температуре 500-600°C в течение 2-3 часов, и последующую закалку при температуре 900-950°C с последующим охлаждением. Пластическую деформацию покрытия осуществляют обкаткой трехроликовым приспособлением в радиальном направлении в защитной среде (аргоне) и при пропускании электрического тока в зоне контакта трехроликового приспособления с покрытием Ti-Ni-Hf. В покрытии Ti-Ni-Hf с эффектом памяти формы содержится 19-23% гафния.

Осуществление четырехэтапной пластической деформации сопровождается активизацией релаксационных процессов благодаря генерации вакансий или областей свободного объема атомарного размера, а также благодаря оптимально подобранной степени деформации без разрушения полученной структуры. Нагрев в зоне контакта покрытие - основа (сталь) с одновременной пластической деформацией способствует увеличению пластических свойств, интенсификации пластической деформации и заполнению пор, что ведет к увеличению плотности покрытия и повышению когезионной прочности, вследствие диффузии материала покрытия и основы (стали). Покрытие Ti-Ni-Hf нанокристаллизуется за счет высокой скорости аннигиляции в нем дефектов деформации. Увеличение количества этапов термомеханической обработки приводит к уменьшению размера структуры (зерен) в покрытии Ti-Ni-Hf. Предложенный способ обеспечивает получение наноструктуры с размером зерен 20-80 нм на стальных образцах покрытых Ti-Ni-Hf с эффектом памяти формы. Наличие Hf в составе покрытия позволяет повысить пластичность и износостойкость. Предложенный способ позволяет управлять параметрами обработки, обеспечивающей многофункциональность наноструктурированного покрытия Ti-Ni-Hf, проявляющего оптимальное сочетание прочности, пластичности и износостойкости.

Осуществление закалки при температуре 900-950°C после каждого их четырех этапов термомеханической обработки сопровождался отжигом, что позволило сформировать однородную нанокристаллическую структуру Ti-Ni-Hf, химический и фазовый состав которой соответствует сплаву с эффектом памяти формы.

Пример 1

Порошок Ti-Ni-Hf с эффектом памяти формы наносят высокоскоростным газопламенным напылением на стержень из стали 45 диаметром 10 мм и длиной 120 мм, получаем покрытие толщиной 1 мм, далее покрытие (сплав) с эффектом памяти формы Ti-Ni-Hf подвергают интенсивной пластической деформации. Пластическую деформацию покрытия с эффектом памяти формы Ti-Ni-Hf проводят в четыре этапа.

На первом этапе пластическую деформацию сплава с эффектом памяти формы Ti-Ni-Hf осуществляют при температуре 545°C обкаткой в трехроликовом приспособлении в радиальном направлении за 30 проходов в защитной среде (аргоне) при пропускании электрического тока в зоне контакта трехроликового приспособления с покрытием Ti-Ni-Hf с целью накопления степени деформации ε=6-9%.

После охлаждения стержня с деформированным слоем из сплава с эффектом памяти формы Ti-Ni-Hf до комнатной температуры проводят отжиг при температуре 520°С в течение 2 часов. На втором этапе пластическую деформацию сплава с эффектом памяти формы Ti-Ni-Hf осуществляют при температуре 600°C обкаткой в трехроликовом приспособлении в радиальном направлении за 80 проходов в защитной среде (в аргоне) при пропускании электрического тока в зоне контакта трехроликового приспособления с покрытием Ti-Ni-Hf с целью накопления степени деформации ε=9-12%. После охлаждения стержня с деформируемым сплавом с эффектом памяти формы Ti-Ni-Hf до комнатной температуры проводят отжиг при температуре 525°C в течение 2,5 ч. На третьем этапе пластическую деформацию сплава с эффектом памяти формы Ti-Ni-Hf осуществляют в интервале температур 700°C обкаткой в трехроликовом приспособлении в радиальном направлении за 90 проходов в защитной среде (в аргоне) при пропускании электрического тока в зоне контакта трехроликового приспособления с покрытием Ti-Ni-Hf с целью накопления степени деформации 8=12-15%. После охлаждения стержня с деформированным сплавом с эффектом памяти формы Ti-Ni-Hf до комнатной температуры проводят отжиг при температуре 550°C в течение 2,6 часа.

На четвертом этапе пластическую деформацию сплава с эффектом памяти формы Ti-Ni-Hf осуществляют в интервале температур 890°C обкаткой в трехроликовом приспособлении в радиальном направлении за 90 проходов в защитной среде (в аргоне) при пропускании электрического тока в зоне контакта трехроликового приспособления с покрытием Ti-Ni-Hf с целью накопления степени деформации ε=15-50%. После охлаждения стержня с деформированным сплавом с эффектом памяти формы Ti-Ni-Hf до комнатной температуры проводят отжиг при температуре 600°C в течение 3 часов.

Далее осуществляют закалку при температуре 950°C с последующим охлаждением в жидком азоте.

Полученные покрытия с эффектом памяти формы Ti-Ni-Hf были подвергнуты многоцикловым усталостным испытаниям при изгибе с вращением на машине МУИ-6000 для определения механических свойств, одновременно таким же испытаниям было подвергнуто известное NiAl покрытие с эффектом памяти формы.

Результаты испытаний сведены в таблицу 1.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 483 items.
27.01.2013
№216.012.1ec8

Устройство для приготовления лакокрасочной продукции (варианты)

Изобретение относится к устройствам для приготовления продукции во встряхивающих, качающихся и вибрирующих устройствах и может быть применено в лакокрасочной промышленности. Смеситель выполнен из секций и установлен с возможностью движения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Секции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473381
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.02.2013
№216.012.273f

Установка для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на цилиндрической поверхности деталей

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, а именно к вакуумным устройствам для получения покрытий из материалов с эффектом памяти формы на цилиндрической поверхности деталей. Установка содержит раму с размещенными на ней вакуумной камерой, механизмом закрепления детали с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475567
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c3f

Установка для испытания образца из материала с памятью формы при сложном напряженном состоянии

Изобретение относится к области испытаний материалов с памятью формы при циклических, тепловых и механических воздействиях. Установка содержит корпус, узел для циклического нагрева и охлаждения образца, верхний и нижний держатели образца, узел осевого нагружения, узел нагружения статическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476854
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.11.2013
№216.012.85ae

Способ сборки шатунно-поршневого узла

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, в частности к способу сборки шатунно-поршневого узла. Осуществляют установку поршневого пальца в отверстие поршня и установку шатуна на поршневой палец. Предварительно на поверхность стального поршневого пальца наносят механически...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499900
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.12.2013
№216.012.9110

Вакуумная установка для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на поверхности детали

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, в частности к вакуумной установке для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на поверхности детали. Упомянутая установка содержит раму с установленной на ней вакуумной камерой, соединенной с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502829
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.12.2014
№216.013.0faf

Способ получения наноструктурированных покрытий с эффектом памяти формы на стали

Изобретение относится к области металлургии, а именно нанесению покрытий с эффектом памяти формы. Способ получения наноструктурированных покрытий с эффектом памяти формы на стальной поверхности включает нанесение порошка с эффектом памяти формы на основе Ni на стальную поверхность, закалку с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535432
Дата охранного документа: 10.12.2014
27.09.2015
№216.013.7e39

Технологическая вакуумная установка для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на поверхности детали

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, а именно к технологической вакуумной установке для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на поверхности стальной детали. Упомянутая установка содержит вакуумную камеру, соединенную с вакуумным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563910
Дата охранного документа: 27.09.2015
10.11.2015
№216.013.8c4f

Лопастной насос

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в насосных агрегатах в нефте- и газотрубопроводах, теплоэнергетике, двигателе- и турбостроении, химической промышленности. Лопастной насос содержит боковой входной патрубок для подвода рабочей жидкости, вал, расположенный внутри...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567526
Дата охранного документа: 10.11.2015
27.11.2015
№216.013.956c

Устройство для формирования на поверхности полых деталей наноструктурированных покрытий с эффектом памяти формы

Изобретение относится к машиностроению и металлургии, а именно к устройству для формирования на поверхности полых стальных деталей наноструктурированных покрытий с эффектом памяти формы. Указанное устройство содержит вакуумную камеру, состоящую из полого охлаждаемого корпуса с патрубками для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569871
Дата охранного документа: 27.11.2015
10.05.2016
№216.015.2b0e

Способ получения наноструктурированных покрытий титан-никель-цирконий с эффектом памяти формы

Изобретение относится к области металлургии, а именно к деформационно-термической обработке покрытий титан-никель-цирконий с эффектом памяти формы, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и медицине. Способ получения наноструктурированных покрытий титан-никель-цирконий с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583222
Дата охранного документа: 10.05.2016
Showing 1-10 of 232 items.
20.02.2013
№216.012.273f

Установка для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на цилиндрической поверхности деталей

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, а именно к вакуумным устройствам для получения покрытий из материалов с эффектом памяти формы на цилиндрической поверхности деталей. Установка содержит раму с размещенными на ней вакуумной камерой, механизмом закрепления детали с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475567
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.12.2014
№216.013.0faf

Способ получения наноструктурированных покрытий с эффектом памяти формы на стали

Изобретение относится к области металлургии, а именно нанесению покрытий с эффектом памяти формы. Способ получения наноструктурированных покрытий с эффектом памяти формы на стальной поверхности включает нанесение порошка с эффектом памяти формы на основе Ni на стальную поверхность, закалку с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535432
Дата охранного документа: 10.12.2014
27.09.2015
№216.013.7e39

Технологическая вакуумная установка для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на поверхности детали

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, а именно к технологической вакуумной установке для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на поверхности стальной детали. Упомянутая установка содержит вакуумную камеру, соединенную с вакуумным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563910
Дата охранного документа: 27.09.2015
10.11.2015
№216.013.8c4f

Лопастной насос

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в насосных агрегатах в нефте- и газотрубопроводах, теплоэнергетике, двигателе- и турбостроении, химической промышленности. Лопастной насос содержит боковой входной патрубок для подвода рабочей жидкости, вал, расположенный внутри...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567526
Дата охранного документа: 10.11.2015
27.11.2015
№216.013.956c

Устройство для формирования на поверхности полых деталей наноструктурированных покрытий с эффектом памяти формы

Изобретение относится к машиностроению и металлургии, а именно к устройству для формирования на поверхности полых стальных деталей наноструктурированных покрытий с эффектом памяти формы. Указанное устройство содержит вакуумную камеру, состоящую из полого охлаждаемого корпуса с патрубками для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569871
Дата охранного документа: 27.11.2015
10.05.2016
№216.015.2b0e

Способ получения наноструктурированных покрытий титан-никель-цирконий с эффектом памяти формы

Изобретение относится к области металлургии, а именно к деформационно-термической обработке покрытий титан-никель-цирконий с эффектом памяти формы, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и медицине. Способ получения наноструктурированных покрытий титан-никель-цирконий с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583222
Дата охранного документа: 10.05.2016
20.08.2016
№216.015.4cc4

Способ определения погрешности геодезических приборов за неправильность формы цапф и боковое гнутие зрительной трубы

Способ определения погрешности геодезических приборов за неправильность формы цапф и боковое гнутие зрительной трубы включает закрепление на объективном конце зрительной трубы исследуемого прибора отражающего зеркала под углом 45° к визирной оси, размещение на продолжении горизонтальной оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594950
Дата охранного документа: 20.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d29

Вафельное изделие функционального назначения

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству мучных кондитерских изделий. Вафельное изделие функционального назначения, включающее мучную смесь, желтки, бикарбонат натрия, фосфатиды, соль и воду. В качестве мучной смеси содержит пшеничную муку и банановую, взятые в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595435
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d41

Устройство для вычисления функции arctg(y/x)

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено в специализированных ЭВМ, использующих двоичную систему счисления с целочисленным форматом представления исходных данных. Техническим результатом является обеспечение возможности вычисления аргумента комплексных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595486
Дата охранного документа: 27.08.2016
20.08.2016
№216.015.4d5c

Способ производства хлебобулочных изделий

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству хлебобулочных изделий, предназначенных для функционального питания. Предложен способ производства хлебобулочных изделий, включающий получение жидкой диспергированной фазы, которая представляет собой полуфабрикат,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595186
Дата охранного документа: 20.08.2016
+ добавить свой РИД