Эксπир
Регистрация / Вход

«Разработка методов получения объемных металлических наноструктурных материалов для инновационного применения»

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.527.11.9019
Организация
ФГБОУ ВО "УГАТУ"
Руководитель работ
Валиев Руслан Зуфарович
Продолжительность работ
2007 - 2008, 12 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Внебюджетные средства
54,25 млн

Проведение совместных опытно-конструкторских и/или опытно-технологических работ с иностранными научными организациями по приоритетным направлениям Программы, представляющим взаимный интерес.

Соисполнители

Организация
НИТУ "МИСиС", МИСиС
Организация
ИМЕТ РАН

Этапы проекта

1
26.11.2007 - 07.12.2007
Определение технологических режимов обработки для изготовления наноструктурных образцов из титана и низкоуглеродистых сталей.
2. Работы, выполненные на отчетном этапе:
В рамках поставленной в отчетном периоде задачи были проведены следующие работы:
2.1. Получены лабораторные образцы из нанотитана и низкоуглеродистых сталей.
2.2. Проведена аттестация структуры и изучение механических свойств лабораторных образцов из нанотитана и низкоуглеродистых сталей методом интенсивной пластической деформации. Обоснован выбор режимов РКУ прессования.
3. Результаты
В отчетный период были получены следующие результаты:
Технический титан.
По п.2.1
  Получен лабораторный образец прутка Ø 5 мм и длиной 3 м.из наноструктурного титана методом непрерывного равноканального углового прессования (РКУП-К) .
По п.2.2
Проведены исследования микроструктуры и механических свойств титанового прутка, в результате которых установлена возможность формирования ультрамелкозернистой структуры в прутке с размером структурных фрагментов около 200 нм и повышения прочности с 450 до 950 МПа.
Низкоуглеродистые стали
По п.2.1
  Были получены лабораторные образцы из сталей 09Г2Си 10Г2ФТ в виде дисков диаметром 10 мм и толщиной 0,6 мм, полученных методом интенсивной пластической деформации кручением под давлением 6 ГПА при температурах 20, 250 и 500С на 5 оборотов.
По п.2.2
- Проведены исследования структуры и механических свойств лабораторных образцов из исследуемых сталей, которые показали, что при ИПД кручением под давлением 6ГПа при комнатной температуре формируется ориентированная наноразмерная субструктура ячеистого типа и наноразмерные зерна.
- Установлено, что с увеличением температуры деформации доля наноразмерных зерен увеличивается и при Тдеф.=500оС структура становится преимущественно нанокристаллической.
- Обнаружено, что исходно мартенситное (бейнитное) состояние обеих сталей после ИПД в интервале температур 20-500оС обусловливает получение более дисперсной структуры и большего упрочнения по сравнению с исходным феррито-перлитным состоянием.
- Выбраны режимы РКУ-прессования заготовок из низкоуглеродистых сталей на примере стали 10 и получены лабораторные образцы.
- Проведены исследования структуры и механических свойств лабораторных образцов из наноструктурных низкоуглеродистых сталей до и после равноканального улового прессования. В результате структурных исследований выявлены основные закономерности изменения структуры и микротвердости стали10.
Результаты исследований позволили определить основные параметры обработки титана и низкоуглеродистых сталей для формирования в них наноструктурного состояния. На следующем этапе в соответствии с Календарным планом будут проведены более детальные исследования механических свойств экспериментальных образцов после интенсивной пластической деформации и уточнены режимы обработки.
Развернуть
2
08.12.2007 - 31.12.2007
В рамках поставленной в отчетном периоде задачи были проведены следующие работы:
2.1 Получены экспериментальные образцы из нанотитана и низкоуглеродистых сталей с использованием РКУ-прессования.
2.2. Проведена аттестация структуры и изучение механических свойств экспериментальных образцов из нанотитана и низкоуглеродистых сталей.
3. Результаты
В отчетный период были получены следующие результаты:
Технический титан.
По п.1.1
В результате проведенных работ были получены экспериментальные прутки из наноструктурного титана Grade 2 диаметром 5 мм и длиной 3 м с использованием непрерывного РКУ-прессования и последующего теплого волочения.
По п.1.2
Проведены исследования микроструктуры и механических свойств титанового прутка, в результате которых установлено, что использование теплого волочения позволило улучшить пластические свойства (до 11%) наноструктурного титана с сохранением высокой прочности (в среднем 912 МПа).
Низкоуглеродистые стали
По п.2.1
Получены экспериментальные прутки из стали 10 в наноструктурном состоянии методом РКУ-прессования диаметром 20 мм и длиной 100 мм.
По п.2.2
- в результате исследования реологических свойств низкоуглеродистой стали 10 установлено, что для наноструктурного состояния прослеживается тенденция к снижению сопротивления деформации (менее 2% от начального уровня ) при изменении скорости деформации в диапазоне с 3 до 27 с-1. Значение временного сопротивления для стали 10 с объемной наноструктурой находится в диапазоне 837…901 МПа, а предельное значение прочности составляет в среднем 1139 МПа.
- проведенные пластометрические исследования показали, что при проектировании технологии волочения и калибрования стали с объемной наноструктурой с целью получения эффекта наибольшего упрочнения необходимо маршрут обработки давлением на завершающих переходах ограничивать 20…30 % степеней деформации. Промежуточные переходы могут рассчитываться из условия достижения максимальной степени деформации, не превышающей 76%
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.06.2008
3. Результаты
Технический титан.
1. Разработаны технологические инструкции на получение наноструктурных полуфабрикатов из титана.
2. Спроектировано устройство для волочения и проведена модернизация установки РКУП-Конформ, по результатам которой оформлен акт.
3. Проведена апробация готовности технологической линии получения длинномерных полуфабрикатов с оформлением акта.
4. Изготовлена опытная партия наноструктурных прутков в количестве 5 штук для предварительных испытаний.
5. Разработана программа и методики предварительных испытаний (ПМ) опытных прутков.
6.Выполнены испытания опытных образцов в соответствии с ПМ с оформлением актов и протоколов.

Низкоуглеродистые стали
1. Разработаны технологические инструкции (ТИ) на получение наноструктурных заготовок из низкоуглеродистых сталей.
2. Получены опытные образцы из сталей 20 и 45 методом РКУП для проведения исследований.
3. Оформлен промежуточный научно-технический отчет, в котором представлены:
- результаты исследования структуры и механического поведения наноструктурных заготовок 09Г2С и 10Г2ФТ;
- результаты исследования поведения наноструктурных сталей 20 и 45 в процессах холодной объемной штамповки;
- результаты исследования влияния деформации в процессе РКУП наноструктурных сталей 20 и 45;
4. Изготовлена опытная партия прутков из стали 10 методом РКУП-Конформ для предварительных испытаний.
5. Разработаны программа и методики (ПМ) для проведения предварительных испытаний опытной партии образцов.
6. Выполнены испытания опытных образцов в соответствии с ПМ с оформлением актов и протоколов.
Развернуть
4
01.07.2008 - 30.11.2008
По результатам проведенных научно-исследовательских и опытно-конструктурских работ на 4 этапе Госконтракта № № 02.527.11.9019:
- разработана опытная технология получения полуфабрикатов из наност-руктурного титана, предназначенных для изготовления медицинских им-плантатов;
-разработана опытная технологии получения наноструктурных полуфаб-рикатов из низкоуглеродистых сталей для изготовления изделий высоко-прочного крепежа в машиностроении.
- изготовлены опытные партии прутков-полуфабрикатов из наноструктур-ных титана и низкоуглеродистых сталей 10 и 20, проведена их аттестация, по результатам которой установлено, что достигнутые механические свой-ства соответствуют заданным в Техническом задании;
- изготовлены экспериментальные образцы крепежных изделий в виде болтов из наноструктурной стали 10 и 20 повышенной прочности;
-изготовлены экспериментальные изделия стоматологических имплан-татов из наноструктурного титана, которые в настоящее время проходят кли-нические испытания в Чешской республике.
Развернуть

Программа

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

Программное мероприятие

2.7 Проведение опытно-конструкторских и опытно-технологических работ по тематике, предлагаемой бизнес-сообществом
Продолжительность работ
2007 - 2008, 12 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Организация
МИЭТ
профинансировано
Тема
Проведение опытно-конструкторских и опытно-технологических работ совместно с иностранными научными организациями по приоритетному направлению «Энергетика и энергосбережение» Программы.
Продолжительность работ
2007 - 2008, 13 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
0
Тема
Проведение опытно-конструкторских и опытно-технологических работ совместно с иностранными научными организациями Италии по приоритетным направлениям Программы
Продолжительность работ
2007 - 2008, 12 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
5
Тема
Проведение опытно-конструкторских и опытно-технологических работ совместно с иностранными научными организациями стран Евроазиатского экономического союза по приоритетным направлениям Программы
Продолжительность работ
2007 - 2008, 12 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
5
Тема
Проведение опытно-конструкторских и опытно-технологических работ совместно с иностранными научными организациями Чехии по приоритетным направлениям Программы
Продолжительность работ
2007 - 2008, 12 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
3
Тема
Проведение опытно-конструкторских и опытно-технологических работ совместно с иностранными научными организациями Испании по приоритетным направлениям Программы
Продолжительность работ
2007 - 2008, 12 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
2