×
25.08.2017
217.015.9b9d

Результат интеллектуальной деятельности: Способ обработки метастабильных аустенитных сталей методом интенсивной пластической деформации

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано, в частности, для изготовления изделий и конструкций для химической промышленности, в энергетике и т.д. Способ обработки аустенитных сталей в метастабильном состоянии включает ступенчатую интенсивную пластическую деформацию с понижением температуры проведения каждой последующей ступени, при этом ступенчатую пластическую деформацию проводят с понижением температуры в интервале 450-20°C с суммарной истинной степенью деформации 6-8 до получения полностью аустенитной нанокристаллической структуры. Техническим результатом изобретения является повышение прочностных характеристик и коррозионной стойкости метастабильных аустенитных сталей при сохранении достаточного уровня пластичности. 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке метастабильных аустенитных сталей путем интенсивной пластической деформации, и может быть использовано в различных отраслях техники, в частности для изготовления изделий и конструкций для химической промышленности, в энергетике и т.д.

Применение метастабильных аустенитных сталей в настоящее время ограничивается сложностью деформационно-термического упрочнения. Высокий комплекс прочностных и пластических свойств достигается путем сложных обработок. Для высоких степеней деформации при низких температурах требуются мощные деформирующие устройства. Поэтому поиск новых способов обработки метастабильных аустенитных сталей является в настоящее время весьма актуальной проблемой.

Известен «Способ получения заготовок сталей аустенитного класса с нанокристаллической структурой» (РФ 2488637 C1, C21D 8/00, 27.07.2013), в котором предложена обработка метастабильных аустенитных сталей типа 08X18H10 для получения нанокристаллической структуры, включающий интенсивную пластическую деформацию (ИПД) многократной ковкой с изменением оси ориентации при температуре 500-650°C с суммарной истинной степенью деформации не менее 3 и последующий отжиг при температуре выше изотермической ковки. Методы ИПД основаны на создании в материалах высокой плотности дефектов кристаллического строения, в результате чего сталь, полученная при подобной обработке, характеризуется высокой прочностью, но обладает низкой коррозионной стойкостью и усталостной прочностью из-за частично образующегося в результате деформации мартенсита.

Наиболее близким к предложенному является «Способ получения заготовок сталей аустенитного класса» (РФ 2468093 C1, C21D 8/00, 27.11.2012), в котором способ изготовления заготовок из метастабильных аустенитных сталей типа 08Х18Н10Т включает интенсивную пластическую деформацию методом многократной ковки с последовательным изменением оси ориентации с понижением температуры деформации на 80-150 К, причем первую осадку проводят при температуре 1224-1323 К, а две последние - при температуре 873-923 К с последующим отжигом при температуре выше температуры двух последних осадок. Несмотря на то что полученный сплав имеет достаточно однородную нанокристаллическую структуру, прочностные и коррозионно-стойкие характеристики сплава недостаточно высокие вследствие присутствия в структуре сплава некоторого количества мартенсита.

Задачей изобретения является разработка способа обработки метастабильной аустенитной стали для получения нанокристаллической структуры в 100%-ном аустенитном состоянии.

Техническим результатом изобретения является повышение прочностных характеристик и коррозионной стойкости метастабильных аустенитных сталей при сохранении достаточного уровня пластичности.

Технический результат достигается тем, что в способе обработки аустенитных сталей в метастабильном состоянии, включающем ступенчатую интенсивную пластическую деформацию с понижением температуры проведения каждой последующей ступени, согласно изобретению ступенчатую пластическую деформацию проводят с понижением температуры в интервале 450-20°C с суммарной истинной степенью деформации 6-8 до получения полностью аустенитной нанокристаллической структуры.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Структура метастабильных аустенитных сталей представляет собой неустойчивый аустенит, который может претерпевать мартенситное превращение в результате обработки холодом или пластической деформации ниже мартенситной точки Мд. Свойства стали определяются соотношением количества аустенита и мартенсита в структуре. Используя одноступенчатую интенсивную пластическую деформацию при комнатной температуре можно сформировать нанокристаллическую структуру с размером зерна 60 нм, но при этом в процессе деформации образуется 74% мартенсита, что приводит к охрупчиванию материала (образцы при растяжении рвутся в упругой области). При проведении одноступенчатой интенсивной пластической деформации при температуре 450°C можно получить полностью аустенитное состояние, но размер зерна при этом составляет 125 нм, что способствует понижению предела прочности 1680 МПа (условный предел текучести 1640 МПа) при относительном удлинении 10%. Интенсивная пластическая деформация, проводимая в интервале температур 450-20°C по ступенчатому режиму с понижением температуры на каждом последующем этапе и суммарной истинной степенью деформации 6-8, понижает температуру появления мартенсита деформации, сдвигая ее в область отрицательных температур при одновременном измельчении зерна, что позволяет получить конечную структуру, содержащую 100%-ный аустенит, упрочненный за счет создания ультрамелкозернистой структуры.

Пример реализации способа

Закалку образцов стали 08Х18Н10Т осуществляли с температуры 1050±10°C в воду. Размер зерна аустенита составил 25 мкм. Деформацию кручением под высоким квазигидростатическим давлением (КВД) проводили при давлении 6 ГПа со скоростью 1 об/мин на образцах диаметром 20 мм и толщиной 1 мм по ступенчатому режиму с понижением температуры каждой последующей ступени в три этапа: Тдеф=450°C (3 оборота) → Тдеф=300°C (3 оборота) → Тдеф=20°C (4 оборота), при этом на каждом этапе происходило измельчение зерна при этих температурах: до 125 нм на первом этапе, до 85 нм на втором этапе и до 60 нм на третьем этапе. Суммарное количество оборотов равнялось 10, что соответствует истинной степени деформации на середине радиуса образцов ~7,4.

После обработки стали 08Х18Н10Т получили нанокристаллическую структуру со средним размером зерна 60 нм при комнатной температуре в полностью аустенитном состоянии (100%), поскольку последовательное уменьшение размера зерна при КВД способствовало уменьшению температуры появления мартенсита деформации и ее смещению в область отрицательных температур. Сталь после КВД имела предел прочности 1855 МПа, условный предел текучести 1820 МПа при относительном удлинении 4%.

Таким образом, предложенный способ обработки метастабильных аустенитных сталей позволяет получить нержавеющие стали с высоким уровнем прочностных свойств при достаточном уровне пластичности для их последующей обработки и использования.

Способ обработки аустенитных метастабильных сталей, включающий ступенчатую интенсивную пластическую деформацию с понижением температуры проведения каждой последующей ступени, отличающийся тем, что ступенчатую пластическую деформацию проводят с понижением температуры в интервале 450-20°С с суммарной истинной степенью деформации 6-8 с получением аустенитной нанокристаллической структуры.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 141-150 из 324.
19.01.2018
№218.016.0394

Узел безлопастного вентилятора для эвакуации газопылевых выбросов из промышленных агрегатов

Изобретение относится к вентилятору, не имеющему лопастей в зоне выхода потока и предназначенному для систем эвакуации газопылевых выбросов из промышленных агрегатов. Узел безлопастного вентилятора для эвакуации газопылевых выбросов из промышленных агрегатов содержит кольцевую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630443
Дата охранного документа: 07.09.2017
19.01.2018
№218.016.03c3

Способ определения пластового давления метана и сорбционных параметров угольного пласта

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для обеспечения безопасности при подземной разработке газоносных угольных пластов. Техническим результатом является повышение достоверности и оперативности определения пластового давления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630343
Дата охранного документа: 07.09.2017
19.01.2018
№218.016.0407

Способ получения блочных изделий из неплавких полиимидов, состоящих из отходов производства полипиромеллитимидных пленок

Изобретение относится к области получения полиимидов, а именно к области получения термостойких пресс-материалов на основе порошкообразных полипиромеллитимидов, и может быть использовано для получения блочных изделий для продолжительной работы при повышенных температурах (до 300°C) и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630538
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.04a5

Полимер-квазикристаллическая порошковая композиция для получения антикоррозийных защитных покрытий

Изобретение относится к полимерматричным композиционным материалам и представляет собой порошковый композиционный материал на основе полисульфона, наполненного дисперсными частицами квазикристаллов систем Al-Cu-Fe или Al-Cu-Cr со степенью наполнения до 20 масс. %. Разработанные композиционные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630796
Дата охранного документа: 13.09.2017
19.01.2018
№218.016.08ca

Устройство для осуществления динамического химического протравливания спеченных металлических пеноматериалов и определения их проницаемости жидкостями

Изобретение относится к устройству, позволяющему осуществлять контролируемое изменение пористой структуры металлических пеноматериалов путем динамического химического протравливания (ДХП) с одновременным измерением проницаемости. Материалы после обработки с использованием предлагаемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631782
Дата охранного документа: 26.09.2017
19.01.2018
№218.016.08f3

Способ мониторинга углепородных отвалов

Изобретение относится к способам выявления очагов горения углепородных отвалов. Сущность: измеряют тепловые поля вдоль профилей над отвалами с помощью беспилотных летательных аппаратов (БЛА) с установленной на них контрольной аппаратурой для выявления очагов возгорания. При этом профили для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631915
Дата охранного документа: 28.09.2017
19.01.2018
№218.016.091d

Сверхпластичный сплав на основе системы al-mg-si

Изобретение относится к металлургии, в частности к алюминиевым сплавам Al-Mg-Si, которые могут быть использованы для изготовления полуфабрикатов и изделий в различных отраслях промышленности методом сверхпластической формовки. Листы из разработанного сплава перед сверхпластической формовкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631786
Дата охранного документа: 26.09.2017
19.01.2018
№218.016.093b

Вкладыш ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава, выполненный из полимерного нанокомпозиционного материала

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и представляет собой полимерный вкладыш ацетабулярного компонента, который используется в эндопротезах тазобедренных суставов. Вкладыш ацетабулярного компонента изготавливается методом термопрессования из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631889
Дата охранного документа: 28.09.2017
19.01.2018
№218.016.0941

Способ термической обработки крупногабаритных литых деталей тележек грузовых вагонов

Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке литых боковых рам или надрессорных балок тележек грузовых вагонов из низкоуглеродистых сталей Для повышения усталостной прочности детали и сопротивления разрушению при циклическом нагружении деталь из стали 20ГЛ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631781
Дата охранного документа: 26.09.2017
19.01.2018
№218.016.0953

Полимерный композит с эффектом памяти формы для 3d-печати медицинских изделий

Изобретение относится к композиционным материалам медицинского назначения и может быть использовано при изготовлении костных имплантатов. Полимерный композит с памятью формы состоит из «жесткой» и «мягкой» фаз. При этом «жесткая» фаза представлена кристаллической фазой полимерной матрицы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631890
Дата охранного документа: 28.09.2017
Показаны записи 141-150 из 181.
19.01.2018
№218.016.03c3

Способ определения пластового давления метана и сорбционных параметров угольного пласта

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для обеспечения безопасности при подземной разработке газоносных угольных пластов. Техническим результатом является повышение достоверности и оперативности определения пластового давления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630343
Дата охранного документа: 07.09.2017
19.01.2018
№218.016.0407

Способ получения блочных изделий из неплавких полиимидов, состоящих из отходов производства полипиромеллитимидных пленок

Изобретение относится к области получения полиимидов, а именно к области получения термостойких пресс-материалов на основе порошкообразных полипиромеллитимидов, и может быть использовано для получения блочных изделий для продолжительной работы при повышенных температурах (до 300°C) и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630538
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.04a5

Полимер-квазикристаллическая порошковая композиция для получения антикоррозийных защитных покрытий

Изобретение относится к полимерматричным композиционным материалам и представляет собой порошковый композиционный материал на основе полисульфона, наполненного дисперсными частицами квазикристаллов систем Al-Cu-Fe или Al-Cu-Cr со степенью наполнения до 20 масс. %. Разработанные композиционные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630796
Дата охранного документа: 13.09.2017
19.01.2018
№218.016.08ca

Устройство для осуществления динамического химического протравливания спеченных металлических пеноматериалов и определения их проницаемости жидкостями

Изобретение относится к устройству, позволяющему осуществлять контролируемое изменение пористой структуры металлических пеноматериалов путем динамического химического протравливания (ДХП) с одновременным измерением проницаемости. Материалы после обработки с использованием предлагаемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631782
Дата охранного документа: 26.09.2017
19.01.2018
№218.016.08f3

Способ мониторинга углепородных отвалов

Изобретение относится к способам выявления очагов горения углепородных отвалов. Сущность: измеряют тепловые поля вдоль профилей над отвалами с помощью беспилотных летательных аппаратов (БЛА) с установленной на них контрольной аппаратурой для выявления очагов возгорания. При этом профили для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631915
Дата охранного документа: 28.09.2017
19.01.2018
№218.016.091d

Сверхпластичный сплав на основе системы al-mg-si

Изобретение относится к металлургии, в частности к алюминиевым сплавам Al-Mg-Si, которые могут быть использованы для изготовления полуфабрикатов и изделий в различных отраслях промышленности методом сверхпластической формовки. Листы из разработанного сплава перед сверхпластической формовкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631786
Дата охранного документа: 26.09.2017
19.01.2018
№218.016.093b

Вкладыш ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава, выполненный из полимерного нанокомпозиционного материала

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и представляет собой полимерный вкладыш ацетабулярного компонента, который используется в эндопротезах тазобедренных суставов. Вкладыш ацетабулярного компонента изготавливается методом термопрессования из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631889
Дата охранного документа: 28.09.2017
19.01.2018
№218.016.0941

Способ термической обработки крупногабаритных литых деталей тележек грузовых вагонов

Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке литых боковых рам или надрессорных балок тележек грузовых вагонов из низкоуглеродистых сталей Для повышения усталостной прочности детали и сопротивления разрушению при циклическом нагружении деталь из стали 20ГЛ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631781
Дата охранного документа: 26.09.2017
19.01.2018
№218.016.0953

Полимерный композит с эффектом памяти формы для 3d-печати медицинских изделий

Изобретение относится к композиционным материалам медицинского назначения и может быть использовано при изготовлении костных имплантатов. Полимерный композит с памятью формы состоит из «жесткой» и «мягкой» фаз. При этом «жесткая» фаза представлена кристаллической фазой полимерной матрицы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631890
Дата охранного документа: 28.09.2017
19.01.2018
№218.016.0ca2

Гибридная пористая конструкция для замещения костно-хрящевых дефектов

Изобретение относится к медицине. Гибридная пористая многослойная конструкция для замещения костно-хрящевых дефектов содержит пористый слой на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, также содержит сплошной слой на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена поверх пористого слоя с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632785
Дата охранного документа: 09.10.2017
+ добавить свой РИД