×
29.11.2019
219.017.e803

Способ изготовления трубных изделий высокой точности из гафния

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к металлургии, в частности к способам изготовления труб, трубных полуфабрикатов из металлического гафния с содержанием основного металла не менее 98,8 мас.%, используемых в качестве конструкционного материала для активных зон атомных реакторов, в химической и нефтегазовой промышленности. Способ изготовления трубных изделий из гафния включает горячую ковку слитка с промежуточными подогревами, горячее выдавливание, многостадийную холодную прокатку с промежуточными и финишной термическими обработками. Проводят многопереходную горячую ковку слитка в интервале температур 850÷1100°C при температуре подогрева 1060÷1100°С с регламентированной степенью деформации на каждом переходе 20÷50% и суммарной степенью деформации не менее 80%. Горячее выдавливание трубных заготовок выполняют в одну стадию с регламентированным коэффициентом вытяжки 5÷10. Механическую обработку горячевыдавленных трубных заготовок проводят с выводом поперечной разностенности до значения не более 5%. Многостадийную холодную прокатку осуществляют со степенью деформации 15÷45% на каждой стадии и суммарной степенью деформации не менее 80%, до и после каждой операции термической обработки проводят химическое травление. Получают трубные изделия из гафния высокой точности при одновременном обеспечении высокого выхода в годное. 6 з.п. ф-лы, 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способам изготовления труб, трубных полуфабрикатов из металлического гафния с содержанием основного металла не менее 98,8 мас.%, используемых в качестве конструкционного материала для активных зон атомных реакторов, в химической и нефтегазовой промышленности.

Известен способ изготовления труб из гафния путем изгибания и сварки плоского листа металла (патент JP 02010299, опубликовано в 1990 году). Известный способ требует выполнения сварки листового гафния и не обеспечивает равномерности свойств в области сварного шва.

Известен способ изготовления бесшовных труб из гафния с содержанием основного металла 95 мас.% (патент JP 3236453, опубликовано 22.10.1992). Способ включает холодную прокатку трубной заготовки, полученной многократной обработкой давлением, с промежуточными термическими обработками между операциями холодной прокатки в диапазоне температур 650÷800°С и окончательную термическую обработку готовой трубы на конечном размере. Известный способ изготовления включает термическую обработку холоднокатаной трубы в диапазоне температур 650÷800°С, что недопустимо для труб, полученных из металлического гафния с содержанием основного металла не менее 98,8 мас.%, так как при указанных условиях термической обработки не обеспечивается снятие напряжений, возникающих в процессе холодной обработки давлением, а также требуемый уровень механических характеристик.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является известный способ изготовления труб из гафния (патент RU 2564189, опубликовано 27.09.2015), который предполагает механическую обработку слитка с последующим нанесением на него защитного покрытия, нагрев до температуры 950÷1100°С, горячую ковку с получением поковки. Ковка слитка выполняется до температуры на металле 750÷800°С с подогревами при температуре 950÷1050°С. Из поковки механической обработкой изготавливают заготовки круглого профиля и проводят их вакуумную термическую обработку при температуре 750÷950°С. На заготовку наносят защитное покрытие, нагревают до температуры 750÷950°С и выдавливают в штангу. Штангу механически обрабатывают и сверлением получают гильзу, на которую наносят защитное покрытие, нагревают до температуры 750÷950°С и выдавливают в трубную заготовку. Затем выполняют механическую обработку трубной заготовки, химическое травление, вакуумную термическую обработку при температуре 750÷950°С, многопроходную холодную прокатку с суммарной степенью деформации до 60%, при этом после каждой операции холодной прокатки со степенью деформации до 30% проводят промежуточную и финишную вакуумную термическую обработку при температуре 750÷950°С.

Недостатком известного способа является низкое значение выхода в годное, связанное с низким качеством поверхности поковки, обусловленным широким температурным диапазоном ковки и выдавливания, необходимостью двойного горячего выдавливания, каждое из которых требует механической обработки.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в получении трубных изделий высокой точности из гафния при одновременном обеспечении высокого выхода в годное.

Технический результат достигается тем, что способ изготовления трубных изделий из гафния включает горячую ковку слитка с промежуточными подогревами, горячее выдавливание, холодные прокатки с промежуточными и финишной термическими обработками, при этом горячую ковку слитка проводят в интервале температур 850÷1100°С при температуре подогрева 1060÷1100°С с регламентированной степенью деформации между подогревами 20÷50% и суммарной степенью деформации не менее 80%, горячее выдавливание трубных заготовок выполняют в одну стадию с регламентированным коэффициентом вытяжки 5÷10, механическую обработку горячевыдавленных трубных заготовок проводят с выводом поперечной разностенности до значения не более 5%, а холодные прокатки осуществляют со степенью деформации 15÷45% между термическими обработками и суммарной степенью деформации не менее 80%, до и после каждой операции термической обработки проводят химическое травление.

Допускается проведение термической обработки трубных заготовок на промежуточных и готовом размерах в защитной атмосфере инертных газов.

Допускается проведение термической обработки трубных заготовок на промежуточных и готовом размерах в вакууме.

Допускается проведение термической обработки трубных заготовок на промежуточных размерах без использования вакуума и защитной атмосферы.

Допускается проведение промежуточных термических обработок трубных заготовок не после каждой холодной прокатки, а через две или три холодные прокатки при заявленной степени деформации.

Перед нагревом и горячим выдавливанием допускается нанесение на трубные заготовки медного подсмазочного покрытия.

Перед нагревом и ковкой допускается нанесение на слиток медного подсмазочного покрытия.

Изготовление трубных изделий с осуществлением заявленных действий при заявленной последовательности и заявленных условиях, выбранных экспериментально, снижает уровень дефектообразования по поверхности поковок, металл прорабатывается по всему сечению, обеспечивая получение регламентированных механических и коррозионных свойств, соответствующих требованиям отраслевых и мировых стандартов, а также высокую точность получаемых размеров изделий.

Ковка слитка в заявленном узком диапазоне температур с регламентированной заявленной степенью деформации обеспечивает глубокую проработку структуры материала при отсутствии поверхностных и внутренних дефектов поковки. Дополнительное нанесение перед нагревом на слиток под ковку защитного покрытия снижает окисление поверхности.

Выдавливание трубных заготовок в заданном температурном диапазоне с регламентированным значением коэффициента вытяжки позволяет получить равномерную проработку структуры материала как по сечению, так и по длине заготовки, не нарушая его целостности по всему объему. Дополнительное использование медного подсмазочного покрытия обеспечивает снижение усилий пресса в процессе выдавливания, повышение качества поверхности выдавленных трубных заготовок и снижение съемов при последующей механической обработке.

Многостадийная холодная прокатка с регламентированной степенью деформации между термическими обработками и регламентированной суммарной степенью деформации обеспечивает глубокую проработку материала по всему сечению трубы и гарантирует высокое качество наружной и внутренней поверхностей труб, коррозионную стойкость изделий, высокую точность размеров. Промежуточные и финишная термические обработки гарантируют снятие механических напряжений и получение требуемого комплекса физико-механических свойств готовых изделий.

Проведение термической обработки трубных заготовок промежуточного и готового размеров в вакууме и защитной атмосфере обеспечивает отсутствие окисления и повышение скорости выполнения операции.

Проведение термической обработки трубных заготовок на промежуточных размерах без использования вакуума и защитной атмосферы дополнительно повышает скорость выполнения операций, при этом высокая стойкость металлического гафния с содержанием основного вещества не менее 98,8 мас.% обеспечивает образование тонкого поверхностного газонасыщенного слоя, удаляемого последующим травлением.

Проведение термической обработки труб на промежуточных размерах не после каждой холодной прокатки обеспечивает высокую производительность процесса путем исключения процессов термической обработки на вспомогательных операциях, таких как травление, подготовка трубных заготовок к прокатке. При этом высокая пластичность металлического гафния и оптимальные схемы деформации с регламентированной степенью деформации обеспечивают получение труб с высоким качеством поверхности и заданными характеристиками механических свойств.

Предлагаемый способ опробован в условиях производства предприятия-заявителя при изготовлении труб высокой точности из слитков металлического гафния.

Слиток гафния марки ГФЭ-1 с содержанием суммы гафния и циркония не менее 99,8 мас.%, гафния не менее 98,8 мас.%, циркония не более 1,0 мас.% нагревали до температуры 1060÷1100°С и выполняли его горячую ковку на ковочном прессе за пять переходов по такой схеме, при которой коэффициент вытяжки между подогревами при температуре 1060÷1100°С составлял 45%, 34%, 37%, 24% и 22% соответственно, при этом суммарный коэффициент вытяжки составлял более 85%. На часть слитков, откованных по описанному маршруту, перед нагревом наносили защитное покрытие.

Из полученных поковок механической обработкой изготавливали трубные заготовки. На заготовки методом электродуговой металлизации или электрохимическим методом наносили медное подсмазочное покрытие, выполняли нагрев до температуры 800°С и выдавливание с коэффициентом вытяжки 6,8.

Трубные заготовки обтачивали и растачивали с выводом поперечной разностенности до значения не более 2,4%, выполняли термическую обработку в вакууме при температуре 850°С и многостадийную холодную прокатку с коэффициентом вытяжки по проходам 15÷41%. Суммарный коэффициент вытяжки составлял 90,8%. Промежуточные и финишную термические обработки выполняли при температуре 850°С, до и после каждой термической обработки выполняли осветляющее химическое травление в растворе азотной и плавиковой кислот со съемом от 0,02 мм на стенку трубы.

Для повышения производительности часть трубных заготовок подвергали термической обработке на промежуточном и готовом размерах с использованием защитной атмосферы инертного газа при температуре 850°С.

Для дополнительного повышения производительности часть трубных заготовок промежуточного размера подвергали термической обработке без использования защитной атмосферы и вакуума при температуре 850°С. После проведения химического травления термообработанных трубных заготовок газонасышенного слоя не выявлено, неблагоприятное воздействие на качество труб отсутствует.

Часть холодных прокаток выполняли в несколько этапов с суммарной степенью деформации до 41% без проведения промежуточных термических обработок.

В результате по различным схемам получены трубы, характеризующиеся свойствами, приведенными в таблице.

Трубные изделия, изготовленные данным способом, соответствуют требованиям отраслевых и международных стандартов и предназначаются для использования в качестве конструкционного материала для активных зон атомных реакторов, в химической и нефтегазовой промышленности, медицине.

По сравнению с наиболее близким аналогом заявляемый способ позволяет изготавливать трубные изделия более высокого качества, с более высоким выходом в годное в более коротком производственном цикле. Низкая себестоимость изготовления обеспечивается высоким выходом металла в годное, значительным снижением уровня брака, сокращением цикла изготовления.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 20.
10.08.2016
№216.015.53c5

Способ получения слитков гафния вакуумно-дуговым переплавом

Изобретение относится к получению слитков гафния. Прессуют брикеты из шихтового гафниевого материала с плотностью брикета не менее ρ=7,2 г/см. Формируют расходуемый электрод путем электронно-лучевой сварки брикетов. Проводят первый вакуумно-дуговой переплав полученного расходуемого электрода с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593807
Дата охранного документа: 10.08.2016
20.01.2018
№218.016.1415

Способ определения порога напряжений коррозионного растрескивания стали или сплава при постоянной деформации

Изобретение относится к исследованиям стойкости против коррозионного растрескивания под напряжением (КРН) сталей и сплавов в агрессивных средах в лабораторных и промышленных условиях и может быть использовано для определения значений порогов напряжений коррозионного растрескивания сталей и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634800
Дата охранного документа: 03.11.2017
29.05.2018
№218.016.5578

Способ получения циркония электролизом расплавленного электролита (варианты)

Изобретение относится к области получения циркония электролизом расплавленного электролита. Проводят электролиз расплавленного электролита с использованием в качестве исходных солей фторцирконата калия, хлорида калия и тетрафторида циркония при контроле количества электричества, температуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654397
Дата охранного документа: 17.05.2018
12.07.2018
№218.016.7041

Способ изготовления проволоки для обработки металлургических расплавов и проволока для обработки металлургических расплавов

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при внепечной обработке расплавов чугуна или стали проволокой с различными активными компонентами. Способ включает изготовление кальцийсодержащей проволоки для обработки металлургических расплавов, содержащей герметичную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660785
Дата охранного документа: 09.07.2018
17.11.2018
№218.016.9e64

Коррозионностойкий сплав

Изобретение относится к металлургии, к сплавам на никелевой основе, предназначенным для эксплуатации в агрессивных окислительных средах. Коррозионностойкий сплав содержит, мас. %: углерод ≤0,006, кремний ≤0,1, марганец ≤1,0, хром 22,8-24,0, железо ≤0,75, молибден 12,0-14,0, ниобий 0,01-0,03,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672647
Дата охранного документа: 16.11.2018
31.05.2019
№219.017.7062

Способ очистки смеси тетрахлоридов циркония и гафния от примесей

Изобретение может быть использовано в качестве первой стадии очистки от примесей смеси тетрахлоридов циркония и гафния перед последующим разделением и получением чистых индивидуальных продуктов. Способ очистки смеси тетрахлоридов циркония и гафния от примесей включает операцию растворения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689744
Дата охранного документа: 28.05.2019
04.07.2019
№219.017.a4e3

Проволока для ковшевой обработки стали

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для ковшевой обработки стали. Проволока содержит металлическую оболочку и наполнитель на основе кальция с примесным содержанием магния. Наполнитель выполнен в виде однородного сплава, который дополнительно содержит по крайней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693276
Дата охранного документа: 02.07.2019
05.07.2019
№219.017.a625

Способ многопроходной реверсивной винтовой прокатки прутков большого диаметра

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и касается производства прутков круглого профиля диаметром 150-350 мм из металлов и сплавов. Способ включает многопроходную реверсивную винтовую прокатку в калибре, образованном тремя валками, развернутыми на угол подачи 18-25°,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693418
Дата охранного документа: 02.07.2019
16.08.2019
№219.017.c058

Способ изготовления проволоки из высокопрочных сплавов на основе титана

Изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке металлов давлением, и может быть использовано для получения проволоки из высокопрочных сплавов на основе титана. Способ получения заготовки сплавов включает получение слитка, его горячую деформацию под многократное волочение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697309
Дата охранного документа: 13.08.2019
02.10.2019
№219.017.cfdc

Способ получения слитков из сплавов циркония на основе магниетермической губки

Изобретение относится к получению слитков из сплавов циркония на основе циркониевой магниетермической губки, содержащих легирующие элементы. Способ включает получение таблеток лигатуры, формирование расходуемых электродов и выплавку слитков. Таблетки лигатуры получают смешиванием и прессованием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002700892
Дата охранного документа: 23.09.2019
Показаны записи 1-10 из 18.
20.09.2013
№216.012.6b3e

Способ разделения циркония и гафния

Изобретение относится к технологии редких металлов, в частности к гидрометаллургии циркония и гафния. Способ разделения циркония и гафния включает получение гидроксидов циркония и гафния при температуре, не превышающей 30-35°С, обезвоживание полученных гидроксидов циркония и гафния, растворение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493105
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.05.2014
№216.012.c4eb

Способ получения циркония электролизом из расплавленных солей

Изобретение относится к металлургии. Способ получения циркония электролизом из расплавленных солей включает загрузку солей в электролизер, их расплавление переменным током с получением электролита, электролиз расплавленных солей с корректировкой состава электролита, наращивание катодного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516170
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.06.2014
№216.012.d9e7

Способ экстракционного разделения циркония и гафния

Изобретение относится к области гидрометаллургии циркония и гафния. Способ экстракционного разделения циркония и гафния включает суммарную экстракцию циркония и гафния из азотнокислого исходного раствора с использованием раствора трибутилфосфата в углеводородном разбавителе, их разделение при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521561
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.07.2014
№216.012.da14

Способ утилизации сбросных растворов в производстве тетрафторида урана

Изобретение относится к гидрометаллургии урана и может быть использовано для утилизации маточников, образующихся при получении тетрафторида урана из азотнокислых растворов с использованием процессов экстракции, реэкстракции и термообработки соединений урана, получаемых из реэкстрактов с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521606
Дата охранного документа: 10.07.2014
27.07.2015
№216.013.65b9

Способ экстракционного извлечения циркония и гафния

Изобретение относится к получению чистых соединений циркония и гафния экстракционным способом. Способ извлечения циркония и гафния из технологических растворов с получением экстракта для последующего разделения этих элементов включает совместную экстракцию циркония и гафния из азотнокислых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557594
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.06.2016
№216.015.460c

Способ получения чистого ниобия

Изобретение относится к металлургии тугоплавких редких металлов. Способ получения чистого ниобия включает восстановительную плавку шихты с получением черновых слитков, удаление шлака с их поверхности и многократный электронно-лучевой переплав с последующей обточкой слитков. Используют шихту,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586192
Дата охранного документа: 10.06.2016
10.08.2016
№216.015.53c5

Способ получения слитков гафния вакуумно-дуговым переплавом

Изобретение относится к получению слитков гафния. Прессуют брикеты из шихтового гафниевого материала с плотностью брикета не менее ρ=7,2 г/см. Формируют расходуемый электрод путем электронно-лучевой сварки брикетов. Проводят первый вакуумно-дуговой переплав полученного расходуемого электрода с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593807
Дата охранного документа: 10.08.2016
04.04.2018
№218.016.2f6f

Способ изготовления прутков из сплавов на основе титана

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способам изготовления прутков и заготовок из сплавов титана, применяемых в качестве конструкционного материала для активных зон атомных реакторов, в химической и нефтегазовой промышленности, медицине. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644714
Дата охранного документа: 13.02.2018
20.02.2019
№219.016.c3a9

Установка ультразвуковой обработки дисперсного материала в жидкой среде

Изобретение относится к установкам для очистки дисперсных материалов от загрязнений в потоке жидкой среды. Установка ультразвуковой обработки дисперсного материала в жидкой среде содержит цилиндрический корпус с патрубками для подачи реагентов, расположенными на разной высоте, находящуюся под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002448775
Дата охранного документа: 27.04.2012
11.03.2019
№219.016.db64

Способ управления процессом иодидного рафинирования циркония и система для его осуществления

Группа изобретений относится к иодидному рафинированию циркония. Проводят регулирование температуры нити осаждения циркония в аппарате для иодидного рафинирования циркония изменением напряжения на ней по расчетной вольтамперной характеристике и регулирование температуры в аппарате в ходе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002421530
Дата охранного документа: 20.06.2011
+ добавить свой РИД