×
20.05.2013
216.012.40f3

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ДЕФОРМАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ АУСТЕНИТНЫХ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к области деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей. Для получения нанокристаллической и субмикрокристаллической структуры аустенитной стали и повышения ее прочностных свойств при комнатной температуре осуществляют пластическую деформацию путем горячей прокатки, которую проводят в интервале температур 973-1173 К до истинной степени деформации от 1 до 2 с последующим отжигом в интервале температур 1323-1373 К и с временем выдержки в течение от 10 до 30 минут. После этого проводят холодную прокатку до истинной степени деформации от более 3,5 до 4 с последующим отжигом в интервале температур 773-973 К длительностью от 30 минут до 2 часов. Изобретение может быть использовано для изготовления элементов конструкций в химическом и нефтехимическом машиностроении, сосудов высокого давления, крепежных элементов. 1 табл., 2 ил., 1 пр.
Основные результаты: Способ деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей, включающий пластическую деформацию путем горячей прокатки и термическую обработку, отличающийся тем, что горячую прокатку проводят в интервале температур 973-1173 К до истинной степени деформации от 1 до 2, последующую термическую обработку осуществляют путем отжига в интервале температур 1323-1373 К и с временем выдержки в течение от 10 до 30 мин, затем проводят холодную прокатку при комнатной температуре до истинной степени деформации от более 3,5 до 4 с последующим отжигом в интервале температур 773-973 К с длительностью от 30 мин до 2 ч.

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к области деформационно-термической обработки, а именно к технологии обработки аустенитных нержавеющих сталей.

Известны два основных способа повышения прочностных свойств аустенитных нержавеющих сталей:

1. Легирование аустенитных сталей различными химическими элементами, которые приводят к дисперсионному упрочнению стали в ходе стандартной термической обработки (закалка + отпуск). Но такой способ повышения прочностных свойств сталей является высокозатратным из-за введения дорогостоящих элементов.

2. Интенсивная пластическая деформация до больших истинных степеней деформации в сочетании с последующей или промежуточной термической обработкой.

Известен способ обработки сталей аустенитно-мартенситного класса. Сущность метода заключается в нагреве заготовки из стали 07Х16Н6 до температуры 1180°C с последующей выдержкой в течение 1,5 часа, деформации ковкой или штамповкой в интервале температур 1180-900°C с охлаждением на воздухе. Поковку нагревают до температуры 1050°С, выдерживают в течение 5-10 мин, закаливают, затем подвергают деформации при температуре 675°C с последующим отпуском при температуре 700°С в течение 2 часов (RU №2034048, публ. 30.04.1995). Данный способ обработки рекомендован для производства различных деталей сепараторов в молочной промышленности.

Недостатком данного способа обработки является то, что стальную заготовку нагревают до температуры выше 1100°С, что приводит к росту аустенитного зерна, как следствие формируется неоднородная структура и падает пластичность стали. Последующую деформационную обработку стальных заготовок проводят при повышенных температурах, что создает напряженный режим работы оборудования и снижает экономическую эффективность данного способа.

Прототипом был выбран способ обработки аустенитных сталей, включающий закалку от 1323 К на воздухе, отпуск при температуре 1020 К, пластическую деформацию, способом прокатки или одноосного растяжения при температуре жидкого азота 77 К до степени обжатия 10%, нагрев в электропечи до температуры 730-770 К, при которой максимально активно проходит процесс обратного α→γ превращения, с нагружением до (0,5-0,9)σ0,2 и выдержкой, при данной температуре, в нагруженном состоянии в течение часа (RU №2287592, публ. 20.11.2006).

Недостатком данного способа обработки аустенитных сталей является неоднородность получаемой структуры из-за отсутствия предварительной обработки (создания в аустенитной стали более однородной структуры), что сказывается на получении низких прочностных свойств стали, а т.к. пластическая деформация проводится при криогенной температуре, требуется дополнительное специальное охлаждающее оборудование для заготовки и инструмента.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка нового способа деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей для повышения их прочностных свойств за счет формирования в стальных полуфабрикатах нанокристаллической и субмикрокристаллической структур.

Техническим результатом изобретения является:

- режимы предварительной деформационно-термической обработки аустенитной нержавеющей стали, обеспечивающей формирование в стальных заготовках однородной мелкозернистой микроструктуры со средним размером зерна не более 20 мкм;

- режимы деформационно-термической обработки стали, обеспечивающие получение нанокристаллической и субмикрокристаллической структур аустенитной нержавеющей стали;

- повышение прочностных свойств аустенитной нержавеющей стали при комнатной температуре.

Поставленная задача решается предложенным способом деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей. Способ обработки включает пластическую деформацию, причем пластическую деформацию методом горячей прокатки проводят в интервале температур от 973 до 1173 К до истинной степени деформации от 1 до 2 с последующим отжигом в интервале температур от 1323 до 1373 К и временем выдержки в течение от 10 до 30 минут; после этого проводят холодную прокатку до истинной степени деформации более 3,5 при комнатной температуре с последующим отжигом при температурах от 773 до 973 К длительностью от 30 минут до 2 часов.

Отличительными признаками заявляемого способа являются:

- предварительная обработка, которая заключается в горячей прокатке при температуре от 973 до 1173 К до истинной степени деформации от 1 до 2 с последующим отжигом в интервале температур от 1323 до 1373 К и временем выдержки в течение от 10 до 30 минут. Такая предварительная обработка позволяет получить однородную мелкозернистую равноосную структуру со средним размером зерен 10 мкм без определенной текстуры;

- проведение холодной прокатки до истинной степени деформации более 3,5, что способствует формированию структуры полосчатого типа, состоящей из ламелей феррита и аустенита со средним поперечным размером 50 нм, в результат чего повышаются прочностные свойства стали;

- последующий отжиг образцов, подвергнутых холодной прокатке, в интервале температур от 773 до 973 К в течение от 30 минут до 2 часов сопровождающийся частичным обратным превращением мартенсита в аустенит, что стабилизирует структуру и приводит к формированию субмикрокристаллической структуры со средним размером зерна 100-200 нм.

Таким образом, достигнута поставленная задача по созданию нового способа деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей, позволяющего существенно повысить прочностные свойства стали за счет формирования в ней нанокристаллической и субмикрокристаллической структур.

Предлагаемое изобретение характеризуют следующие графические материалы:

Фиг.1 - структура аустенитной нержавеющей стали после горячей прокатки при 973 К до истинной степени деформации 1,5, последующего отжига при 1373 К в течение 10 минут и последующей холодной прокатки при комнатной температуре до истинной степени деформации 4;

Фиг.2 - структура аустенитной нержавеющей стали после горячей прокатки при 973 К до истинной степени деформации 1,5, последующего отжига при 1373 К в течение 10 минут, последующей холодной прокатки при комнатной температуре до истинной степени деформации 4 и последующего отжига при температуре 873 К в течение 2 часов.

Пример осуществления

Для практического примера использовали аустенитную нержавеющую сталь типа 10Х18Н8Д3БР, образцы предварительно подвергали горячей прокатке при температуре 973 К до истиной степени деформации 1,5 с последующим отжигом при температуре 1373 К в течение 10 минут. После такой обработки средний размер зерна составил 10 мкм. Образцы в виде прутов квадратного сечения размером 9,2×9,2 мм2 прокатали при комнатной температуре до конечных размеров поперечного сечения 1,25×1,25 мм2, при этом истинная степень деформации составила 4, характерная структура после деформации представлена на Фиг.1. Из полученных прутков были вырезаны образцы длиной 70 мм, которые затем отжигали в интервале температур от 773 до 973 К в течение от 30 минут до 2 часов при каждой температуре. Структура после отжига при температуре 873 К в течение 2 часов представлена на Фиг.2.

Достигнутый технический результат заключается в выполнении предварительной обработки для формирования однородной мелкозернистой структуры в аустенитной нержавеющей стали перед последующей интенсивной пластической деформацией, методом прокатки, формировании субмикрокристаллической структуры после пластической деформации и последующего отпуска, что способствует повышению прочностных свойств аустенитной стали, что подтверждается данными, приведенными ниже в таблице 1.

Механические свойства аустенитной нержавеющей стали 10Х18Н8Д3БР
Состояние Предел текучести (σ0.2) МПа Предел прочности (σв), МПа
Холодная прокатка 2050 2065
773К, 30 мин 2090 2180
773К, 2 ч 1690 1825
873К, 30 мин 1410 1475
873К, 2 ч 1345 1520
973К, 30 мин 1145 1225
973К, 2 ч 1050 1160

Реализация предлагаемого способа в промышленном производстве позволит получать аустенитные нержавеющие стали с повышенными прочностными свойствами, которые могут быть использованы для изготовления элементов конструкций в химическом и нефтехимическом машиностроении, сосудов высокого давления, крепежных элементов.

Способ деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей, включающий пластическую деформацию путем горячей прокатки и термическую обработку, отличающийся тем, что горячую прокатку проводят в интервале температур 973-1173 К до истинной степени деформации от 1 до 2, последующую термическую обработку осуществляют путем отжига в интервале температур 1323-1373 К и с временем выдержки в течение от 10 до 30 мин, затем проводят холодную прокатку при комнатной температуре до истинной степени деформации от более 3,5 до 4 с последующим отжигом в интервале температур 773-973 К с длительностью от 30 мин до 2 ч.
СПОСОБ ДЕФОРМАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ АУСТЕНИТНЫХ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ
СПОСОБ ДЕФОРМАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ АУСТЕНИТНЫХ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 25.
27.07.2013
№216.012.59e8

Способ получения заготовок сталей аустенитного класса с нанокристаллической структурой

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к обработке металлов давлением, а именно к технологии получения заготовок сталей аустенитного класса с нанокристаллической структурой, и может быть применено при изготовлении сосудов высокого давления для теплоэнергетики и химической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488637
Дата охранного документа: 27.07.2013
20.06.2014
№216.012.d4f3

Способ термической обработки жаропрочных сталей мартенситного класса

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу термической обработки жаропрочных сталей мартенситного класса, применяемых для изготовления элементов тепловых энергетических установок с рабочей температурой пара до 650°C. Способ включает выдержку в аустенитной области при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520286
Дата охранного документа: 20.06.2014
10.08.2014
№216.012.e74d

Способ термомеханической обработки сталей аустенитного класса

Изобретение относится к области металлургии конструкционных сталей и сплавов, а именно к термомеханической обработке аустенитных коррозионно-стойких хромоникелевых сталей. Техническим результатом изобретения является повышение прочностных свойств стали при относительно невысоких температурах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525006
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.12.2014
№216.013.0da4

Способ термомеханической обработки для повышения технологической пластичности объемных полуфабрикатов из al-cu-mg-ag сплавов

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу термомеханической обработки полуфабрикатов из Al-Cu-Mg-Ag сплавов для дальнейшей формовки из них объемных деталей сложной формы, применяемых в авиакосмической технике и транспортном машиностроении. Термомеханическая обработка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534909
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.04.2015
№216.013.4074

Литой композиционный материал на основе алюминиевого сплава и способ его получения

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению литого композиционного материала (ЛКМ) на основе алюминиевого сплава для изготовления циклически и термически нагруженных до 230°С деталей авиационного назначения - лопаток вентилятора и ступеней компрессора низкого давления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547988
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.08.2015
№216.013.6a31

Жаропрочная сталь мартенситного класса

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным хромистым сталям мартенситного класса, применяемым в энергетической промышленности в качестве конструкционных материалов для производства котлов, роторов и другого оборудования тепловых электростанций нового поколения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558738
Дата охранного документа: 10.08.2015
27.12.2015
№216.013.9dab

Способ деформационно-термической обработки объемных полуфабрикатов из al-cu-mg сплавов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термически упрочняемым сплавам на основе алюминия, а именно к способу деформационно-термической обработки высокопрочных сплавов системы Al-Cu-Mg, используемых в качестве конструкционных материалов для деталей авиакосмической техники и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571993
Дата охранного документа: 27.12.2015
20.01.2016
№216.013.a232

Высокопрочный деформируемый сплав на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии сплавов, в частности деформируемых термически упрочняемых алюминиевых сплавов системы Al-Cu-Mg-Ag, предназначенных для использования в качестве высокопрочных конструкционных материалов в авиационно-космической промышленности. Сплав содержит, мас. %:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573164
Дата охранного документа: 20.01.2016
10.02.2016
№216.014.c437

Медный сплав

Изобретение относится к металлургии, а именно к сплавам для профилей коллекторов двигателей электрических машин. Сплав на основе меди для коллекторов электрических двигателей содержит, мас.%: хром - более 0,05 до 0,38, цирконий - более 0,06 до 0,1, иттрий - более 0,05 до 0,1, примеси - не более...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574934
Дата охранного документа: 10.02.2016
27.05.2016
№216.015.42a4

Жаропрочная сталь мартенситного класса

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочной хромистой стали мартенситного класса, используемой для изготовления лопаток турбин энергетических установок. Сталь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,08-0,12, кремний не более 0,1, марганец...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585591
Дата охранного документа: 27.05.2016
Показаны записи 1-10 из 46.
20.01.2013
№216.012.1b22

Способ определения плотности биологических тканей

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии. Проводят стандартную процедуру компьютерной томографии. Определяют минимальное и максимальное значение плотности биологической ткани в единицах Хауисфилда. Принимают решение о возможности проведения операции по установке имплантатов при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472440
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1daa

Способ оценки эффективности терапии у больных хроническим гломерулонефритом

Изобретение относится к медицине, а именно к урологии и молекулярной диагностике, и касается способа оценки эффективности терапии циклофосфамидом у больных хроническим гломерулонефритом. Отбирают венозную кровь, выделяют ДНК и выявляют носительство аллелей локуса +1931 А/Т MIP-1β. В случае...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473088
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.03.2013
№216.012.3026

Способ ранней диагностики послеродового эндометрита

Изобретение относится к области медицины. Предложен способ ранней диагностики послеродового эндометрита, включающий выделение РНК из эпителиальных клеток цервикального канала у женщин на поздних сроках беременности или на 3-4 сутки после родов, проведение обратной транскрипции с получением кДНК...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477861
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.04.2013
№216.012.3b62

Способ прогнозирования риска развития доброкачественной дисплазии молочной железы у женщин с генитальным эндометриозом

Настоящее изобретение относится к области медицины, в частности к молекулярно-генетическим исследованиям, и описывает способ прогнозирования риска развития доброкачественной дисплазии молочной железы у женщин с генитальным эндометриозом, включающий выделение ДНК из периферической венозной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480763
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.07.2013
№216.012.59e8

Способ получения заготовок сталей аустенитного класса с нанокристаллической структурой

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к обработке металлов давлением, а именно к технологии получения заготовок сталей аустенитного класса с нанокристаллической структурой, и может быть применено при изготовлении сосудов высокого давления для теплоэнергетики и химической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488637
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.08.2013
№216.012.6410

Способ изготовления заготовок керамических изделий

Изобретение относится к области получения материалов на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, и может быть использовано для изготовления композиционных керамических изделий, применяемых в электротехнике, машиностроении, химической, металлургической и других отраслях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491253
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.10.2013
№216.012.781b

Способ формирования многомерного образа состояния сердечно-сосудистой системы и его визуализации

Изобретение относится к медицине. При осуществлении способа измеряют и фиксируют текущие значения каждого из показателей клинических данных, характеризующих текущее состояние сердечно-сосудистой системы. Преобразовывают результаты оценки значений показателей клинических данных. Фиксируют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496409
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.783d

Способ и устройство для определения влияния герметиков на адгезионную прочность в соединении стоматологических материалов с тканями зуба

Группа изобретений относится к медицине, а именно к стоматологии, и предназначено для определения силы адгезии стоматологических материалов к твердым тканям зуба. Осуществляют подготовку образца зуба путем просверливания в корне зуба сквозного отверстия, через которое протягивают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496443
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7f80

Способ прогнозирования общей выживаемости больных хроническим лимфолейкозом

Изобретение относится к области медицины. Предложен способ прогнозирования общей выживаемости больных хроническим лимфолейкозом. Осуществляют выделение ДНК из периферической венозной крови, анализ полиморфизма -590С/Т гена интерлейкина 4, -174G/C гена интерлейкина 6 и выявление наличия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498313
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.12.2013
№216.012.8956

Способ получения нанокристаллического кремнийзамещенного гидроксиапатита

Изобретение относится к технологии получения неорганических материалов, которые могут быть использованы для производства медицинских материалов, стимулирующих восстановление дефектов костной ткани, в том числе в стоматологии. Способ получения монофазового нанокристаллического кремнийзамещенного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500840
Дата охранного документа: 10.12.2013
+ добавить свой РИД