Эксπир
Регистрация / Вход

Развитие перспективных технических приемов создания наноструктуры как основы для разработки нового малотоннажного, экологически чистого, быстропереналаживаемого производства высококачественной металлургической продукции из труднодеформируемых сталей и сплавов с ультрадисперсной и наноструктурой на примере дисперсно-упрочненных нанопорошками оксидов жаропрочных сталей мартенситного класса

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.513.11.3195
Организация
АО "ВНИИНМ"
Руководитель работ
Агеев Валерий Семенович
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Внебюджетные средства
2,6 млн

Исследования основных закономерностей формирования ультрадисперсной и наноструктуры в конструкционных сталях, установление взаимосвязи их состава и структуры с получаемыми свойствами при различных видах эксплуатационных воздействий. Развитие новых технологических процессов, методов и технологических приемов получения и обработки сталей с комплексом ранее не достижимых характеристик сопротивления деформированию и разрушению, обеспечивающих создание новых образцов авиационно-космической техники, судо- и автомобилестроения, медицины и здравоохранения, энергетики и строительства.

Этапы проекта

1
20.04.2007 - 31.08.2007
1. Проведен анализ научно-технической и патентной информации в области перспектив использования возможных технологических схем создания и модифицирования объемной наноструктуры в сталях, в т.ч. мартенситного класса.
2. Проведены патентные исследования.
3. Подготовлена технологическая оснастка и оборудование для проведения экспериментов.
4. Исследовано влияние способов компактирования (горячее прессование, горячая экструзия свободно насыпанного порошка или предварительно спрессованной заготовки) на микроструктуру и распределение наночастиц в компактной заготовке.
5. Изготовлены экспериментальные образцы заготовок ДУО мартенситной стали.
6. Изготовлены лабораторные образцы трубных заготовок.
7. Составлен промежуточный отчет.
Развернуть
2
01.09.2007 - 31.12.2007
Работы, выполненные на отчетном этапе:
В процессе работы второго этапа было разработано и изготовлено оборудование и оснастка для длительных высокотемпературных испытаний с учетом особенностей ДУО сталей.
Проведены испытания на термическую ползучесть и кратковременные механические свойства образцов стали ЭП450 ДУО.


  Результаты
1. С учетом предполагаемой большой длительности высокотемпературных испытаний ДУО сталей, изготовлены специализированное оборудование и оснастка для проведения длительных высокотемпературных испытаний.
2. Установлено, что для формирования структуры с равномерным распределением частиц нанооксидов в стали ЭП450 ДУО, для механического легирования рекомендуется использовать порошок стали ЭП450 сферической формы.
3. В качестве упрочняющих частиц при производстве ДУО сталей рекомендуется использовать порошок оксида иттрия промышленного производства.
4. Применение различных аппаратов для механического легирования показало, что процесс механического легирования стали ЭП450 оксидом иттрия в наиболее полной мере проходит при использовании вибрационной мельницы.
5. Методами электронной микроскопии и рентгеноспектрального анализа проведено исследование структуры трубной заготовки стали ЭП450 ДУО на всех этапах её получения, а именно, исследована структура механически легированного порошка, горячепрессованной заготовки и полученной трубной заготовки. Установлено, что в структуре наблюдается вытянутость зерен в направлении горячей экструзии и некоторая неравномерность в распределении оксидных частиц.
6. Проведенные испытания на термическую ползучесть образца материала трубной заготовки стали ЭП450 ДУО в сравнении с образцом стали ЭП450 показали, что скорость термической ползучести в стали ЭП450 ДУО на два порядка меньше скорости термической ползучести в стали ЭП450.
7. Испытаниями на растяжение образцов стали ЭП450 ДУО при различных температурах установлено, что данная сталь по прочностным свойствам значительно превосходит матричную сталь ЭП450 за счет присутствия в структуре высокой концентрации нанооксидов, в то время как уровень пластичности стали ЭП450 ДУО находится на уровне пластичности стали ЭП450.
Развернуть
3
01.01.2008 - 15.06.2008
В ходе настоящей работы во ФГУП ВНИИНМ была получена экспериментальная партия особотонкостенных труб размером 6,9?0,4мм общей длиной 1000 мм из стали ЭП450 ДУО.
  Обоснованием для выбора маршрута прокатки труб явилась серия механических испытаний на растяжение
  Результаты испытаний показали, что относительное удлинение образцов, прокатанных со степенями деформации до 60%, составляет более 3%, что позволило составить расчетный маршрут прокатки.
Результаты механических испытаний:
Разработана методика ультразвукового контроля качества полученных труб
Развернуть
4
16.06.2008 - 31.10.2008
Разработан новый способ изготовления сталей, дисперсно-упрочнен-ных наноразмерными частицами оксидов, который обеспечивает получение сталей с высоким уровнем физико-механических свойств.
  Приведены основные характеристики структуры и свойств материалов, полученных в ходе проведения работы, и установлены основные закономерности по влиянию технологических вариантов изготовления на свойства ДУО сталей.
  Разработан способ изготовления дисперсно-упрочненных сталей, который сохраняется в режиме коммерческой тайны (ноу-хау № КТ 90 от 15.102008 г.).
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
Разработка научных основ повышения эксплуатационных и технологических свойств перспективных конструкционных материалов: 1. Исследование структуры и свойств высокопрочных нано- и ультрадисперсных вольфрамовых псевдосплавов W-Ni-Fe, полученных методом электроимпульсного плазменного спекания 2. Исследование структуры биметаллических соединений, полученных сваркой взрывом 3. Исследование структуры и свойств новых эвтектических алюминиевых сплавов с повышенной прочностью и технологичностью 4. Исследование микроструктуры и фазового состава жаропрочных мартенситных сталей. 5. Исследование влияния состава матрицы и легирующей добавки на критические характеристики низкотемпературных Nb3Sn сверхпроводников, полученных по бронзовой технологии 6. Изучение структурно-фазовых превращений в аморфных и нанокристаллических сплавах, подвергнутых МПД (мегапластической деформации) 7. Исследование влияния деформации и поврежденности конструкционных материалов на их теплофизические свойства 8. Исследование влияния температуры интенсивной пластической деформации на структуру армко железа 9. Разработка упрощенного метода определения температуры полного полиморфного превращения в сплавах титана 10. Определение области термодинамической устойчивости гамма-фазы MgH2 на T-P диаграмме 11. Влияние структуры аустенита на превращения при охлаждении и свойства низкоуглеродистых сталей с мартенситной структурой
Продолжительность работ
2010, 2 мес.
Бюджетные средства
2 млн
профинансировано
Перспективные материалы для авиакосмической техники: 1. Исследование процесса электролитно-плазменного синтеза и характеристик получаемых оксидных слоев с целью расширения использования сплавов титана в горячих трактах ракетных двигателей. 2. Исследование состава, структуры и свойств керамикоподобных электролитно-плазменных покрытий на авиалях для их защиты в условиях коррозионного, механического воздействия и повышенных температур. 3. Изучение особенностей и закономерностей формирования градиентных структурных состояний в высокопрочных материалах при интенсивных внешних воздействиях. 4. Влияние температуры второй ступени выдержки при охлаждения из бета -области на структуру и механические свойства при последующем старении сплава VST5553. 5. Исследование влияния анизотропии бета зерна и внутренней субзеренной структуры на пластические свойства сплава VST5553. 6. Исследование влияния режимов интенсивной пластической деформации на структуру аустенитной нержавеющей стали. 7. Исследование влияния особенностей наноструктуры наногранулированных композиционных покрытий металл-диэлектрик на их магнитотранспортные свойства и прочностные характеристики. 8. Исследование морфологии поверхности, структуры, субструктуры и фазового состава пленок оксидов титана. 9. Разработка перспективных наноматериалов с эффектом памяти формы на основе никелида титана. 10. Исследование взаимодействия импульсного когерентного излучения с материалами, используемыми в авиакосмической промышленности (аморфные, нанокристаллические, титановые, алюминиевые сплавы). 11. Изучение формирования тонкой структурны в промышленном, однофазном,титановом сплаве ВТ5-1 при интенсивных внешних воздействиях.
Продолжительность работ
2010, 2 мес.
Бюджетные средства
2,2 млн
профинансировано
Проведение поисковых научно-исследовательских работ в целях развития общероссийской мобильности: 1.Исследование структуры и свойств поверхностных слоев стали, подвергнутой интенсивному поверхностному пластическому деформированию. 2.Исследование особенностей синтеза керамик на основе наноструктурного оксида алюминия. 3.Совершенствование технологии и оборудования электрофизической обработки с целью повышения качества деталей машин. 4.Технология подготовки прогрессивного инструмента для обработки композиционных материалов. 5.Исследование износа абразивов при шлифовании микропористых покрытий восстановленных деталей. 6.Исследование структуры и трибологических свойства сплавов скольжения. 7.Исследование структурных и фазовых превращений в наплавленном металле из мартенситностареющих сталей, модифицированных частицами тугоплавких соединений. 8.Исследование структурных и фазовых превращений в отливках из жаропрочных сплавов, модифицированных ультрадисперсными порошками. 9.Исследование структуры и механических свойств высокопрочной стали 30ХГСН2А после поверхностного ультразвукового деформирования. 10.Исследование структуры зернограничного ансамбля поликристаллов однофазных ГЦК сплавов на основе меди, никеля и палладия. 11.Исследование структурно-фазового состояния конструкционных сталей, обработанных импульсным низкоэнергетическим электронным пучком.
Продолжительность работ
2009, 0 мес.
Бюджетные средства
1,8 млн
Организация
НГТУ
профинансировано
Тема
Конструкционные стали с ультрадисперсной и наноструктурой, методы их получения и обработки
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
10
Тема
Разработка методов получения и обработки нового класса функциональных редкометаллических материалов
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
16 млн
Количество заявок
6
Тема
Разработка композиций и методов получения нового класса конструкционных наноструктурированных сплавов на основе системы Fe-Cr с повышенной стойкость против специфических видов коррозии и коррозионно-механических разрушений.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 14 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
1
Тема
Создание комплекта аттестованных методик, стандартных образцов и мер для метрологического обеспечения измерений состава, структуры и свойств высокопрочных наноструктурированных конструкционных сталей и сплавов.
Продолжительность работ
2011, 6 мес.
Бюджетные средства
22 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка и исследование Cr-Mo-V сталей усовершенствованных составов, обладающих одновременно высоким уровнем прочности, вязкости и сопротивления тепловому и радиационному охрупчиванию, для проектирования и строительства перспективных атомных энергетических реакторов повышенной безопасности и ресурса.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 14 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
1