×
02.11.2019
219.017.dd9a

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРЕХСЛОЙНОГО МАТЕРИАЛА СТАЛЬ Х17Н2 - V-4,9Ti-4,8Cr - СТАЛЬ Х17Н2

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения сплавов на основе ванадия, и может быть использовано для получения высококачественных композиций на его основе с титаном и хромом, предназначенных для атомной энергетики. Способ получения трехслойного материала сталь Х17Н2 - V-4,9Ti-4,8Cr - сталь Х17Н2 включает нанесение на пластину из ванадиевого сплава V-4,9Ti-4,8Cr лазерной наплавкой порошка коррозионно-стойкой стали Х17Н2 дисперсностью 50-150 мкм и с массовым расходом 20-25 г/мин, при этом лазерную наплавку осуществляют лазерным лучом мощностью 950-1200 Вт и диаметром 1,6-2,0 мм. Повышается производительность процесса за счет исключения дополнительных деформационно-термических операций. 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения сплавов на основе ванадия и может быть использовано для получения высококачественных композиций на основе ванадия с титаном и хромом, предназначенных для атомной энергетики.

Известен способ получения плоского трехслойного материала сталь 08X17T - сплав V - 10Ti - 5Cr-08Х17Т. методом кручения под высоким квазигидростатическим давлением при температурах 20, 200 и 400°С (С.А. Никулин, С.О. Рогачев, А.Б. Рожнов, В.М. Хаткевич, Т.А. Нечайкина, В.М. Морозов. «Структура и свойства слоистого композита сталь/ванадиевый сплав/сталь, полученного кручением под высоким давлением», Деформация и разрушение материалов, №12, 2015). При интенсивной пластической деформации, при выбранных режимах, было получено прочное соединение слоев при их существенном упрочнении (в 2,0-3,5 раза). Однако, при этом наблюдается фрагментация слоя ванадиевого сплава на более тонкие слои.

Известен способ горячей прокатки в герметичном вакуумированном контейнере. Горячей прокаткой получали трехслойный материал сталь 12X17 - сплав V - 4Ti - 4Cr - 12X17 (О.А. Алексеев, С.Н. Вотинов, И.Г. Губки, Ю.В. Карасев, В.П. Колотушкин, С.А. Никулин, Л.В. Потанина, С.Г. Сергеев, Д.В. Соколовский. «Ванадиевый сплав, плакированный ферритной нержавеющей сталью - материал оболочек ТВЭЛов реакторов на быстрых нейтронах», Перспективные материалы, №4, 2009). Пластины стали и ванадия подвергаются многократной горячей прокатке отдельно, и при достижении необходимых толщин, прокатываются совместно, вследствие чего авторы получили трехслойный материал.

Недостатком данного способа является повышенная трудоемкость, связанная с необходимостью многократной термомеханической обработкой (ТМО).

Известен способ получения трехслойного материала сталь 20X13 - сплав V - 4Ti - 4Cr - 20X13 [3], методом горячего прессования с последующей ковкой и холодной прокаткой (С.А. Никулин, А.Б. Рожнов, Т.А. Нечайкина, С.О. Рогачев, С.Ю. Заводчиков, В.М. Хаткевич. «Структура и механические свойства трехслойного материала на основе ванадиевого сплава и коррозионно-стойкой стали», Деформация и разрушение металлов, №8, 2013). Трехслойный материал получили путем совместной горячей деформации при 1100°С триметаллической сборки, с последующей ковкой на радиально-ковочных машинах и холодной деформации на станах. Авторы получили плотной соединение с образованием плотной зоны диффузионного взаимодействия. Однако в некоторых зонах соединения наблюдается расслоение между сталью и ванадиевым сплавом.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ получения трехслойного материала на основе ванадиевого сплава, описанный в (Т.А. Нечайкина, С.А. Никулин, А.Б. Рожнов, С.О. Рогачев, С.Н. Вотинов, Г. Герштейн. «Структура и фазовый состав переходной зоны трехслойного материала на основе жаропрочного ванадиевого сплава и ферритной стали». Металловедение и термическая обработка металлов, №4(718), 2015). В прототипе образцы трехслойного материала на основе ванадия V - 10Ti - 5Cr и стали ферритного класса 08X17T, получали методом высокотемпературного прессования на многофункциональной деформационно-термической установке Gleeble System 3800. Исходный образцы стали вырезали толщиной 0,5 мм, которая имела кристаллизованную ферритную структуру с размером зерна 20-30 мкм и небольшим количеством третичных карбидов титана и листы ванадиевого сплава толщиной 5 мм с размером зерна 10-20 мкм. Предварительно заготовку нагревают до 1080°С, после чего прессуют в течение 10 секунд до напряжения 95 МПа и выдержки в течение 2 минут. Прессование заготовки проводили в вакууме 10-4 мм.рт.ст., что обеспечило отсутствие окисления в процессе деформации. После 2-х часового вакуумного отжига при температуре 1000°С, авторы получили трехслойный материал с плотным и ровным соединением.

Недостатком способа прототипа является, проведение многостадийных деформационно-термических обработок (ДТО), больших по продолжительности.

Задачей, решаемой в предлагаемом изобретении, является уменьшение общей продолжительности получения трехслойного материала сталь Х17Н2 - V-4,9Ti-4,8Cr - сталь Х17Н2 путем сокращение многоэтапности процесса, повышение производительности технологии и экономия сырьевого материала. Исключение дополнительных деформационно-термических операций приводит к общему уменьшению продолжительности процесса.

Поставленная задача решается использованием метода гетерофазной порошковой металлургии, а именно, лазерной наплавки. Формирование защитного слоя из порошка осуществляется подачей сжатой газопорошковой струей непосредственно в зону наплавки. Газопорошковая струя может быть как коаксиальной, так и не коаксиальной сфокусированному лазерному лучу, который обеспечивает нагрев, частичное плавление порошка и подогрев подложки (ванадиевого сплава). Путем перемещения сопла по заданной траектории с откалиброванными параметрами наплавки (мощность лазерного излучения, расход порошка, диаметр пятна лазерного излучения) наплавляют слой стали с необходимыми эксплуатационными характеристиками. Таким образом, структурой получаемого защитного слоя можно управлять путем изменения параметров наплавки, избегая при этом дополнительных деформационно-термических обработок. Замена технологий литья и механической обработки на технологию лазерной наплавки позволяет значительно снизить себестоимость получаемых деталей.

Сталь типа XI7 являются наиболее перспективным для защиты ванадия от коррозии. Использование порошка стали Х17Н2 с чистотой 99,5% позволяет получить на выходе минимальное содержание вторичных фаз. Предварительная классификация порошка, произведенная с помощью лабораторных сит (размер ячейки 0,05 мм и 0,1 мм), позволяет получить порошок одной фракции с размерами 50-100 мкм.

Режим лазерной наплавки зависит от следующих параметров: диаметр лазерного луча на подложке, мощность излучения, скорость перемещения лазерного луча относительно изделия, массовый расход порошка. От точности настройки управляющей программы зависит экономия сырьевого материала.

Рабочие параметры по гетерофазному нанесению слоя стали Х17Н2, позволяющие получить технический результат, приведены ниже в таблице 1.

Пример 1. Осуществление предлагаемого способа позволяет получить качественный трехслойный материал Х17Н2 - сплав V - 4,9Ti - 4,8Cr - Х17Н2 методом лазерной наплавки. При этом после завершения настроек управляющей программы (табл. 1, строка 1) располагают образец (ванадиевый сплав V-Ti-Cr) в рабочей камере, закрепив его прижимным механизмом с учетом координаты «0» станка. Между образцом и рабочей столешницей устанавливают подложку из стали «ст3» или стали «ст20» толщиной 8-15 мм, чтобы обеспечить теплоотвод. После проверки движения позиционера в «холостом режиме», а именно, при совпадении траектории движений с габаритными размерами образца, закрывают дверь камеры и наполняют камеру защитным газом аргоном при оптимальном давлении 0,5-1 бар. После проведения всех вышеперечисленных действий, производят запуск блока подачи порошка и включают блок управления лазером. Полученный материал имеет плотное межслойное соединения. Взаимное диффузионное проникновение ванадия в железо и железа в ванадий составляет 60-100 мкм. Прочность соединения материалов зависит от параметров наплавки. Трехслойный материал, полученный прямой лазерной наплавкой, не требует дополнительного изостатического прессования или термической обработки. Общее время нанесения защитного слоя (d=4 см, h=2 мм) составляет около 1 час. Таким образом, методом гетерофазной порошковой металлургии решена задача сокращения процесса деформационно-термических обработок.

Пример 2. Результатом осуществления предлагаемого способа является получение трехслойного материала Х17Н2 - сплав V - 4,9Ti - 4,8Cr - Х17Н2 методом лазерной наплавки. При завершении настроек управляющей программы использования согласно параметрам табл.1, строка 2, также было получено прочное соединение, однако его ширина составила 40-60 мкм.

Пример 3. Осуществление предлагаемого способа является получение трехслойного материала Х17Н2 - сплав V-4,9Ti-4,8Cr - Х17Н2 методом лазерной наплавки, при котором использованы настройки управляющей программы (строка 3 таблицы). При использовании параметров согласно табл. 1, строке 3, также было получено прочное соединение, его ширина составила 40-60 мкм, однако из-за увеличения расхода порошка наблюдается более мелкозернистая структура стали.

Предложенный способ согласно формуле изобретения может быть применен в промышленном производстве изделий из стали типа X17 для нанесения защитного покрытия на сплав на ванадий-титан-хром для нужд термоядерной энергетики при повышении производительности процесса и экономии сырьевого материала.

Источники информации:

1. С.А. Никулин, С.О. Рогачев, А.Б. Рожнов, В.М. Хаткевич, Т.А. Нечайкина, В.М. Морозов. «Структура и свойства слоистого композита сталь/ванадиевый сплав/сталь, полученного кручением под высоким давлением», Деформация и разрушение материалов, №12, 2015.

2. О.А. Алексеев, С.Н. Вотинов, И.Г. Губки, Ю.В. Карасев, В.П. Колотушкин, С.А. Никулин, Л.В. Потанина, С.Г. Сергеев, Д.В. Соколовский. «Ванадиевый сплав, плакированный ферритной нержавеющей сталью - материал оболочек ТВЭЛов реакторов на быстрых нейтронах», Перспективные материалы, №4, 2009.

3. С.А. Никулин, А.Б. Рожнов, Т.А. Нечайкина, С.О. Рогачев, С.Ю. Заводчиков, В.М. Хаткевич. «Структура и механические свойства трехслойного материала на основе ванадиевого сплава и коррозионно-стойкой стали», Деформация и разрушение металлов, №8, 2013.

4. Т.А. Нечайкина, С.А. Никулин, А.Б. Рожнов, С.О. Рогачев, С.Н. Вотинов, Г. Герштейн. «Структура и фазовый состав переходной зоны трехслойного материала на основе жаропрочного ванадиевого сплава и ферритной стали». Металловедение и термическая обработка металлов, №4(718), 2015.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 61-70 из 173.
25.08.2017
№217.015.b46d

Устройство для получения волокнистых материалов из расплава термопластов

Изобретение относится к производству волокнистых синтетических материалов из термопластичных веществ, включая различные виды бытовых и промышленных отходов. Может быть использовано для получения пористых теплоизоляционных материалов, сорбентов для сбора нефти и нефтепродуктов, фильтрующих и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614087
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.baa2

Способ получения материала с антибактериальными свойствами на основе хлопковой ткани, модифицированной наночастицами оксида цинка

Изобретение относится к области получения материалов с антибактериальными свойствами на основе тканей из волокна природного происхождения, содержащих неорганические антибактериальные агенты. В способе получения материала с антибактериальными свойствами хлопковую ткань модифицируют наночастицами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615693
Дата охранного документа: 06.04.2017
25.08.2017
№217.015.bd09

Способ определения спектрального состава излучения собственных и примесных дефектов в кварцевом сырье

Использование: для предварительной оценки качества кварцевого сырья. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют отбор проб кварцевого сырья, прокаливание, получение спектров люминесценции приготовленных проб при рентгеновском возбуждении (спектры рентгенолюминесценции). Прокаливание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616227
Дата охранного документа: 13.04.2017
25.08.2017
№217.015.bf86

Линейный пьезоэлектрический двигатель

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приборах и системах автоматики, приборостроения, робототехники, авиакосмической, автомобильной отрасли. Технический результат состоит в повышении КПД, в уменьшении его габаритных размеров, возможности обратного хода, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617209
Дата охранного документа: 24.04.2017
25.08.2017
№217.015.c0ba

Применение нелинейного кристалла трибората лития (lbo) для фазосогласованной генерации излучения терагерцового диапазона

Изобретение относится к нелинейной оптике. Нелинейный анизотропный кристалл трибората лития LiBO (LBO) применяют в качестве активной среды для генерации излучения терагерцового диапазона 0.3-10 ТГц (1000-30 мкм) путем обеспечения выполнения условий фазового синхронизма при генерации разностной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617561
Дата охранного документа: 25.04.2017
25.08.2017
№217.015.c271

Реакционный аппарат для получения простых эфиров целлюлозы

Изобретение относится к области химического машиностроения, а именно к реакционному аппарату для получения простых эфиров целлюлозы, в том числе смешанных и гидрофобно-модифицированных эфиров, в частности высокозамещенных марок полианионной целлюлозы, карбоксиметилцеллюлозы и ее солей,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617765
Дата охранного документа: 26.04.2017
25.08.2017
№217.015.c659

Импульсно-периодический лазер на парах химических элементов

Изобретение относится к лазерной технике. Лазер содержит помещенную в резонатор газоразрядную трубку, источник импульсной накачки, задающий генератор и дополнительный источник питания. Газоразрядная трубка состоит из вакуумноплотной оболочки, разрядного канала, электродов – катода и анода,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618477
Дата охранного документа: 03.05.2017
25.08.2017
№217.015.c8a6

Способ получения биологически активных веществ в клеточной культуре conium maculatum l. (болиголова пятнистого)

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ получения биологически активных веществ в клеточной культуре болиголова пятнистого (Conium maculatum L), включающий культивирование на питательной среде МС каллусной культуры болиголова пятнистого в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619182
Дата охранного документа: 12.05.2017
25.08.2017
№217.015.c94e

Способ определения роданида

Изобретение относится к области аналитической химии и касается способа определения роданида. Способ включает реакцию роданида с железом (III) и образование красного окрашивания. Реакцию проводят в полиметакрилатной матрице с иммобилизованным железом (III). Определение роданида осуществляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619442
Дата охранного документа: 15.05.2017
25.08.2017
№217.015.cb56

Способ получения защитного покрытия на магнии и его сплавах

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и аэрокосмической технике. Способ включает три этапа: на первом этапе на подложке формируют первичное покрытие толщиной не менее 15 мкм, которое получают МДО подложки в водном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620224
Дата охранного документа: 23.05.2017
Показаны записи 1-6 из 6.
29.05.2018
№218.016.580e

Способ повышения содержания фотосинтетических пигментов и нестероидных фитоэстрагенов в овсе и люцерне

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Предложен способ повышения содержания фотосинтетических пигментов и нестероидных фитоэстрагенов в овсе и люцерне, включающий предпосевную обработку семенного материала рабочим раствором с диспергированной суспензией наночастиц. Суспензия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654814
Дата охранного документа: 22.05.2018
15.10.2018
№218.016.9247

Способ получения биодеградируемых композиционных материалов с открытой пористостью для восстановления костной ткани

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу получения биодеградируемых композиционных материалов с открытой пористостью для восстановления костной ткани, включающему пропитку пористого керамического каркаса полимером, который отличается тем, что смесь гидроксиапатита с хлоридом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669554
Дата охранного документа: 12.10.2018
09.05.2019
№219.017.49bc

Способ возделывания многолетней кормовой культуры лядвенца рогатого lotus corniculatus

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способу возделывания трав, и может быть использовано для возделывания многолетней кормовой травы лядвенца рогатого Lotus corniculatus в монопосеве на серых, темно–серых подзолистых, антропогенно преобразованных почвах с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686990
Дата охранного документа: 06.05.2019
15.06.2019
№219.017.837f

Способ получения сплава на основе ванадия с добавлением ti и cr в вакуумной дуговой печи

Изобретение относится к области специальной металлургии и может быть использовано для получения высококачественных сплавов на основе ванадия, содержащих не более 10 мас.% титана и хрома в соотношении 0,8-1,2. В качестве исходных шихтовых материалов используют порошки ванадия, титана и хрома...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691445
Дата охранного документа: 13.06.2019
19.11.2019
№219.017.e3ae

Способ получения адсорбента для осушки содержащих влагу газов

Изобретение относится к способу получения адсорбента для осушки содержащих влагу газов. Для получения адсорбента продукт центробежной термической активации гидраргиллита (ЦТА ГГ) в щелочном растворе, сушат, размалывают, пептизируют и пластифицируют в растворе азотной кислоты, формуют полученную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706304
Дата охранного документа: 15.11.2019
04.05.2020
№220.018.1b84

Способ литья в кокиль для получения плоских отливок из алюминиевых и магниевых сплавов

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для получения образцов плоских отливок из алюминиевых и магниевых сплавов. Способ включает нанесение защитного покрытия на внутренние стенки кокиля, сборку кокиля, заливку металла в кокиль, охлаждение металла,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720331
Дата охранного документа: 28.04.2020
+ добавить свой РИД