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
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
8 млн
Организация
ООО "НИИ НМСН"
профинансировано
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
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 методов получения жаропрочных материалов на интерметаллидной основе с дисперсной, безликвационной структурой и повышенным комплексом свойств при температурах 700-1100ºС
Продолжительность работ
2013, 8 мес.
Бюджетные средства
40 млн
Количество заявок
13
Тема
Совершенствование технологии сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием для формирования неразъемных соединений дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов транспортного и авиакосмического назначения
Продолжительность работ
2014 - 2016, 27 мес.
Бюджетные средства
45 млн
Количество заявок
2
Тема
Исследование влияния легирования на характеристики работоспособности титановых сплавов и разработка составов сплавов для нового поколения глубоководной морской техники и энергетических установок.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 14 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
2