Патенты автора Симонов Юрий Николаевич (RU)
Изобретение может быть использовано при изготовлении биметаллических труб, в частности корпусов плунжерных насосов, используемых в условиях воздействия агрессивных сред в нефтяной промышленности. Предварительно обрабатывают поверхности тонкостенной трубы из коррозионно-стойкой стали с получением шероховатой наружной поверхности и полированной внутренней поверхности и осуществляют их азотирование. Размещают заготовку в толстостенной стальной оболочке с зазором и соединяют их по сопрягаемым поверхностям деформированием радиальной ковкой. Азотирование проводят ионно-плазменным методом в атмосфере диссоциированного аммиака при низкотемпературном нагреве 480±10°C с достижением твердости каждой из поверхностей тонкостенной заготовки в пределах 1000-1100 HV. Деформирование радиальной ковкой осуществляют с внедрением шероховатой поверхности тонкостенной заготовки во внутреннюю поверхность толстостенной оболочки при степени деформации не более 6% для получения композитного слоя. За счет оптимизации режимов азотирования и пластической радиальной ковки получают композит, обеспечивающий одновременно коррозионную стойкость и износостойкость поверхности, значительно повышая ресурс эксплуатации биметаллического изделия. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.
СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ НА КОРРОЗИОННОЕ РАСТРЕСКИВАНИЕ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ // 2786093
Изобретение относится к коррозионным испытаниям. Способ исследования образцов высокопрочных сталей на коррозионное растрескивание под напряжением заключается в том, что изготавливают образцы типа консольного изгиба по ГОСТ 9.903-81, наносят на образцы усталостные трещины, испытывают на консольный изгиб при различных исходных значениях коэффициента интенсивности напряжений в течение не более 1000 часов, фиксируют рост трещины в процессе испытания, определяют критический и пороговый коэффициент интенсивности напряжений и строят диаграмму коррозионной трещиностойкости. При испытании образцов подачу коррозионной среды осуществляют капельным методом непосредственно в зону трещины, фиксируют рост трещины с помощью системы, включающей узконаправленный источник света, видеофиксатор и стойку с разметкой, по отклонению луча, исходящего от источника света и направленного на стойку с разметкой, строят зависимость «отклонение захвата – время», по построенной зависимости определяют долевое участие каждого участка, соответствующее скорости роста трещины и ее длины, вычисляют с учетом постоянной нагрузки и длины трещины коэффициент интенсивности напряжений, соответствующий скорости роста трещины на участке с установившемся ростом трещины. Техническим результатом является повышение точности оценки коррозионной трещиностойкости высокопрочных сталей. 4 ил.
Изобретение относится к области коррозионно-механических испытаний металлов и их сплавов и может быть применено для ускоренных испытаний образцов с исходной трещиной из высокопрочной стали в условиях, приближенных к эксплуатационным. Устройство для испытания образцов из стали на коррозионную трещиностойкость содержит станину, механизм нагружения образца, захваты для образца, систему фиксации роста трещины, емкость с коррозионной средой, снабженную капельной системой, отличается тем, что станина состоит из устойчивого металлического каркаса, к которому прикреплен неподвижный захват, второй захват выполнен подвижным с малым удельным весом, причем захваты изготовлены из пассивного химически нейтрального материала или снабжены прокладками, установленными со стороны закрепления образца, изготовленными из химически нейтрального материала с целью избежания электрохимического контакта между образцом и захватами. Механизм нагружения состоит из подвижного захвата, к концу которого подвешен на металлическом тросе груз, емкость с коррозионной средой, снабженная капельной системой, закреплена на вертикальной стенке, прикрепленной к станине выше неподвижного захвата. Капельная система установлена с возможностью регулирования скорости подачи жидкости таким образом, чтобы жидкость попадала непосредственно в зону трещины образца. Система фиксации роста трещины содержит узконаправленный источник света, неподвижно установленный на подвижном захвате или грузе; стойку с нанесенной на ней разметкой для отметки световых точек, изменяющих свое положение во времени в зависимости от роста трещины в процессе воздействия коррозионной среды и статического нагружения, и видео-фиксатор, постоянно регистрирующий изменение светящейся точки на стойке. Стойка выполнена из прозрачного материала в случае установки видео-фиксатора за стойкой или выполнена из непрозрачного материала в случае установки видео-фиксатора с той стороны, откуда направлен световой луч, к станине и подвижному захвату прикреплен гибкий эластичный элемент, защищающий излом от коррозионной среды после разрушения образца. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей, повышение достоверности испытаний. 5 ил.
Изобретение относится к средствам предварительного стереометрического микроанализа с использованием оптического микроскопа и может быть использовано для выявления и количественного анализа дисперсной игольчатой структуры нижнего бейнита в стали, структура которой сформирована в процессе изотермической закалки. Способ выявления бейнита в конструкционной стали с бейнитной структурой серии Х2Г2С2МФ включает приготовление шлифа, травление его в реактиве, образующем на поверхности окисную пленку и выявляющем фазовый состав, съемку в поляризованном свете на световом микроскопе с получением изображения со светящейся бейнитной альфа-фазой, темной гамма-фазой и темной мартенситной альфа-фазой, причем приготавливают по меньшей мере два шлифа, поверхность одного из которых параллельна главной оси деформации, а другого – перпендикулярна главной оси деформации, травление шлифов осуществляют послойно, съемку шлифов проводят при углах поворота шлифов вокруг своей оси с разницей в 45°, накладывают полученные изображения друг на друга так, чтобы элементы структуры совпали между собой и все участки бейнита, видимые на каждом изображении, были отображены на конечном изображении, выделяют участки бейнита и проводят количественный анализ дисперсной игольчатой структуры нижнего бейнита с использованием программы для обработки изображений. Изобретение позволяет повысить точность определения нижнего бейнита в стали с использованием светового микроскопа. 1 табл., 15 ил., 4 пр.
Изобретение относится к физическому материаловедению, в частности к неразрушающему контролю конструкционных сталей в лабораторных или заводских условиях в различных отраслях промышленности. Сущность: изготавливают образцы в виде неразрушаемых эталонов, осуществляют их обработку на бейнит в виде изотермической закалки во всем бейнитном интервале и во всем временном интервале превращения. Полученный набор эталонов используют для контроля уровня ударной вязкости, температуры и времени закалки контролируемого изделия рентгенографическим способом. Рентгенографическим способом определяют общее количество остаточного аустенита и общее количество углерода в остаточном аустените каждого эталона. После получения данных о доле углерода в остаточном аустените на единой диаграмме строят графики зависимости доли углерода в остаточном аустените относительно общего содержания углерода в стали, коррелирующей с уровнем ударной вязкости в эталонах, от режима изотермической закалки во всем бейнитном интервале по температуре и времени выдержки. Уровень ударной вязкости контролируемого изделия получают на графике согласно значению его доли углерода в остаточном аустените при сопоставлении с величиной доли углерода в остаточном аустените эталона. Технический результат: возможность осуществления экспресс-контроля для оценки уровня ударной вязкости и ресурса эксплуатации контролируемого изделия из закаленной на бейнит среднеуглеродистой легированной конструкционной стали, с определением соответствия задаваемому уровню ударной вязкости при сохранении целостности изделия. 5 ил.
Способ получения упрочненных заготовок крепежных изделий из нержавеющей аустенитной стали // 2749815
Изобретение относится к способу получения упрочненных заготовок крепежных изделий из нержавеющей аустенитной стали. Способ включает предварительную закалку, пластическую деформацию методом радиальной ковки при комнатной температуре с получением заготовки крепежного изделия и последующую термическую обработку. Предварительную закалку проводят при 1050°С, пластическую деформацию проводят со степенью деформации 85-90% для обеспечения заданного диаметра заготовки крепежного изделия в виде шпильки, а в качестве последующей термической обработки осуществляют отжиг при 400-500°С в течение 1-2 часов с последующим охлаждением на воздухе с получением градиентной структуры заготовки крепежного изделия. Технический результат заключается в уменьшении количества операций упрочнения материала заготовок. 3 ил.
СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ БЕЙНИТА В СТАЛИ // 2734878
Изобретение относится к металлографическим исследованиям структурных составляющих стали преимущественно бейнитного класса. Способ включает подготовку поверхности исследуемого образца к травлению, химическое травление исследуемой поверхности в травителе, промывку в проточной воде и сушку в потоке воздуха, выявление областей бейнита с помощью оптического микроскопа, идентификацию изображения с использованием анализатора, фиксирование и съемку с использованием оптики высокого разрешения. В качестве исследуемого материала используют конструкционную легированную сталь типа Х2Г2С2МФ после формирования нижнего игольчатой морфологии бейнита при изотермической выдержке в процессе закалки, при травлении используют травитель LePera, состоящий из 50 мл 1% водного раствора Na2S2O5 и 50 мл 4% пикриновой кислоты в этиловом спирте, в котором используют этиловый спирт не менее 95%. В процессе промывки и высушивания исследуемой поверхности окисную пленку сохраняют на поверхности травления, контролируя и оптимизируя время выявления четкого изображения областей размещения игл бейнита и выявления α- и γ-фаз - субструктуры бейнита. Изобретение обеспечивает получение полной информации о бейните игольчатой морфологии - нижнем бейните, во всем диапазоне формирования его при изотермических выдержках ТИЗО=375-200°С, в сталях системы легирования Х2Г2С2МФ, относящихся к системам с трудноразделимыми составляющими и фазами при выявлении и идентификации их с использованием оптического микроскопа. 6 ил.
Изобретение относится к области дилатометрического анализа, а именно к способам дилатометрических исследований фазовых превращений при нагреве и/или охлаждении сплавов железа, и может быть использовано для оценки многостадийных фазовых превращений в сплавах железа. Способ включает определение критических точек фазовых превращений с использованием закалочного дилатометра, в котором нагревают образец с постоянной скоростью, при этом автоматически регистрируют время от начала измерения, температуру и удлинение исследуемого образца в процессе нагрева. Затем строят зависимости удлинения образца от температуры и первой производной дилатограммы от температуры образца, проводят качественную оценку фазовых превращений с определением стадийности в интервале температур фазового превращения по наличию пиков. Новым является то, что проводят разложение первой производной дилатограммы на составляющие пики производной с использованием кривых Гаусса с асимметрией, при этом выявляют температурные границы фазового превращения на каждой стадии, определяют температурные интервалы наложения нескольких стадий фазового превращения. Затем проводят количественную оценку, определяя объемную долю фазового превращения на каждой стадии от общего объема фазового превращения при нагреве и/или охлаждении образца. По полученным данным уточняют режим термической обработки в соответствии с задаваемой или необходимой последовательностью фазовых превращений в исследуемом материале для получения заданной структуры и свойств в изделиях. Технический результат - повышение качества оценки и информативности дилатометрических исследований о стадиях фазовых превращений, происходящих в сплавах железа при нагреве и/или охлаждении с использованием одинарного закалочного дилатометра «Linseis» R.I.T.A. L.78, расширение функциональных возможностей закалочного дилатометра. 4 ил.
Изобретение относится к области материаловедения, в частности к способам комплексной оценки физико-механических свойств высоковязких конструкционных сталей, и может быть использовано для экспресс-анализа состояния трещиностойкости материала и прогнозирования трещиностойкости материала стали. Сущность: изготавливают для исследования два образца типа 15 по ГОСТ 9454-78, наносят на оба образца боковые V-образные надрезы, проводят закалку и отпуск образцов. Отпуск одного из образцов проводят при нижнем значении исследуемых температур из задаваемого интервала температур исследования, а другого - при верхнем значении. Наносят на оба образца усталостную трещину-концентратор, причем усталостную трещину-концентратор наносят на оба образца одной относительной длины - λ. Разрушают образцы однократным ударным воздействием с получением двух частей от каждого образца. После разрушения определяют динамическую трещиностойкость КСТ* обоих образцов и визуально определяют степень вязкости исследуемого материала образцов. Исследуют зону пластической деформации на вновь образовавшихся двух поверхностях каждого образца в стартовом участке развития трещины и определяют микротвердости HVmax, HV соответственно в деформированных и недеформированных частях исследуемых поверхностей и глубину пластической зоны - rзпд в стартовых участках исследуемых поверхностей. По результатам испытаний образцов строят зависимости динамической трещиностойкости КСТ*, глубины пластической зоны rзпд, микротвердостей HV, HVmax при нижнем и верхнем значениях исследуемых температур отпуска -Тотп., аппроксимируют их наклонными прямыми линиями, причем зависимости строят в виде номограмм: на одном координатном поле или в виде столбчатой номограммы, при этом получают комплекс исследуемых взаимосвязанных величин КСТ* - rзпд; rзпд - HVmax; КСТ* - rзпд - HVmax при всех температурах отпуска Тотп задаваемого интервала, по которым оценивают исследованные величины и прогнозируют свойства высоковязких листовых конструкционных сталей во всем интервале температур отпуска. Технический результат: повышение точности прогнозирования трещиностойкости стали и качества оценки параметрических зависимостей, ответственных за трещиностойкость, упрощение способа. 3 ил.
СТАЛЬ С БЕЙНИТНОЙ СТРУКТУРОЙ // 2578873
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сталей с бейнитной прокаливаемостью, используемых в различных отраслях машиностроения для изготовления изделий сечением до 1000 мм. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,25-0,75, марганец 2,4-3,0, хром 2,4-3,0, кремний 1,6-2,5, молибден 0,5-0,6, ванадий 0,10-0,16, железо остальное. После прокатного нагрева при непрерывном медленном охлаждении со скоростью 0,3-0,03°C/с и температуре превращения в бейнитной области 400-100°С она имеет структуру бескарбидного нижнего бейнита. Обеспечивается регламентированная прокаливаемость на глубину до 1000 мм и гарантированное образование структуры нижнего бескарбидного бейнита. 4 табл.
Изобретение относится к термическому и дилатометрическому анализу и может быть использовано для определения критических точек фазовых превращений в металлических материалах при непрерывном нагреве. Согласно способу испытывают образец с использованием одинарного закалочного дилатометра и безинерционной термопары, приваренной к образцу. Нагревают исследуемый образец с постоянной скоростью с помощью индуктора. Автоматически фиксируют время от начала измерения, температуру исследуемого образца, абсолютное удлинение образца и относительную мощность индуктора. Для фазовых превращений 1 рода по результатам испытаний образца строят на одном координатном поле зависимости W=f(Tобр.), где W - относительная мощность индуктора, %, Tобр. - температура исследуемого образца, °C. По построенным зависимостям находят первую производную относительной мощности индуктора в каждой точке. Затем строят на одном координатном поле зависимости абсолютного удлинения от температуры исследуемого образца Δl=f(Tобр.) и первой производной относительной мощности индуктора от температуры исследуемого образца dW/dTобр.=f(Tобр.). Определяют начало и окончание фазовых превращений 1 рода в виде критических точек (Tн) и (Tк) по моменту отрыва функции dW/dTобр.=f(Tобр.) от пулевого уровня на фоне изменения функции Δl=f(Tобр.). Определяют температуру фазового превращения 2 рода в виде критической точки (Tкр) по положению максимума первой производной относительной мощности индуктора. Технический результат - повышение точности определения начала и конца фазовых превращений 1 и 2 рода в исследуемом металлическом материале. 5 ил.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к сталям бейнитного класса с повышенной прокаливаемостью, и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных изделий, работающих в условиях значительных ударных воздействий, сосудов высокого давления, режущего инструмента, в спецтехнике. Сталь содержит, в мас.%: углерод 0,10-0,20, марганец 2,0-3,0, хром 2,0-3,0, кремний 1,0-1,5, молибден 0,4-0,6, ванадий 0,08-0,12, железо - остальное. После нагрева под закалку до температуры 930°С, выдержки в течение 1 часа и охлаждения на воздухе изделия из стали имеют структуру нижнего бескарбидного бейнита. Сталь обладает повышенной устойчивостью переохлажденного аустенита в области бейнитного превращения, повышенной прокаливаемостью, ударной вязкостью и трещиностойкостью при сохранении высокого уровня прочности. 1 табл.
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам для получения высокопрочных и высоковязких крепежных изделий любых конструктивных параметров без резьбы и с резьбой. Способ получения крепежных изделий из низкоуглеродистой легированной стали типа 15Х3Г3МФТ включает горячую пластическую деформацию слитка низкоуглеродистой стали с получением прутка с последующим охлаждением на воздухе, термическую обработку при температурах полной аустенитизации с ускоренным охлаждением, холодную пластическую деформацию с использованием волоки, высадку. Для проведения закалки на мартенсит ускоренное охлаждение проводят на воздухе с температуры горячей пластической деформации. После ускоренного охлаждения на воздухе проводят холодную пластическую деформацию со степенями 55-60% методом радиальной ковки бойками, размещенными равномерно вокруг прутка и формирующими при смыкании внутреннюю поверхность конического профиля, образуя разъемную волоку, с получением прутка заданного диаметра заготовки крепежного изделия. Далее осуществляют термическую обработку путем ускоренного нагрева под закалку с аустенитизацией при температуре 850-1000°C посадкой заготовки в горячую печь с воздушной атмосферой, затем проводят ускоренное охлаждение с получением структурного состояния пакетного наномартенсита одновременно с высадкой заготовки в аустенитном состоянии с получением головки для болтов или без высадки с получением заданных конструктивных параметров крепежного изделия. Изобретение обеспечивает одновременное повышение комплекса механических свойств (прочности, надежности и релаксационной стойкости) крепежных изделий, расширение области использования низкоуглеродистых системно легированных сталей. 1 табл., 2 ил.
Изобретение относится к области материаловедения, в частности к способам определения в образцах после однократного ударного нагружения зон пластического деформирования под изломом, и может быть использовано для оценки изменения свойств в сталях вблизи развивающейся трещины, поэтапно или после разрушения образца, контроля причин разрушения изделия и при диагностике в технической экспертизе. Сущность: используют образец типа 15 по ГОСТ 9454-78, после разрушения образца однократным ударным воздействием по виду излома определяют степень вязкости исследуемого материала образца. Обе части образца делят по центру в направлении от поверхности излома вдоль длины частей образца. Исследуют зону пластической деформации под изломом и вглубь образца во вновь образовавшихся поверхностях в условиях плоскодеформированного состояния развития трещины, а в боковых поверхностях, параллельных вновь образовавшимся, в условиях плосконапряженного состояния, для этого в двух частях образца на исследуемые поверхности в направлении от поверхности излома по ширине и длине исследуемой части образца наносят отпечатки в виде дорожек индентором, причем величину нагрузки выбирают таким образом, чтобы деформация была преимущественно упругой, шаг между отпечатками и расстояние между дорожками были не менее трех диагоналей отпечатка. Определяют микротвердость в отпечатках, определяют границу зоны пластического деформирования по переходу, отделяющему уровень микротвердости в зоне пластического деформирования от уровня микротвердости недеформированной части и определяют зону пластического деформирования под изломом по формуле. В третьей части образца, на исследуемых поверхностях, проводят травление в травителе, выявляющем соответствующую микроструктуру в зонах пластического деформирования под изломом и в недеформированных участках в условиях формирования плосконапряженного и плоскодеформированного состояний соответственно. Четвертую часть образца используют в качестве резервной. Технический результат: обеспечение возможности комплексного исследования на одном образце всей зоны пластического деформирования под изломом, полученной в результате однократного ударного нагружения образца. 8 ил.
Изобретение относится к области металловедения, а именно к способу контроля структурного состояния закаленных низкоуглеродистых сталей. Способ заключается в том, что предварительно готовят образец прямоугольной формы, выполняют косой срез на образце под углом 15-25° от нижнего основания к верхнему, принимая за основание длину образца. Затем тонко шлифуют поверхность косого среза образца и проводят режим аустенитизации в окислительной среде газом-травителем. Образец охлаждают в воде или на воздухе, затем готовят микрошлиф или серию микрошлифов на поверхности малого основания образца, сошлифовывая слои параллельно большому основанию образца. На микрошлифе с помощью микроскопа измеряют глубину зоны декорирования газом-травителем, затем травят исследуемую поверхность микрошлифа спиртовым раствором азотной кислоты до выявления границ аустенитных зерен, изучают выявленные границы аустенитных зерен, определяют глубину зоны селективного выявления границ аустенитных зерен и фотографируют выявленную картину травления. По результатам исследования поверхности микрошлифа поэтапно оценивают структурное состояние образца: вначале зону декорирования структуры окислением газом-травителем, затем зону селективного травления действительных границ зерен аустенита и в завершение зону одновременного выявления границ и внутризеренной структуры исследуемой стали, далее определяют полную глубину проникновения газа-травителя в исследуемый материал путем суммирования глубин зоны декорирования газом-травителем и зоны селективного выявления границ зерен аустенита при травлении микрошлифа и умножения полученной величины на косинус угла наклона косого среза к большому основанию. Техническим результатом является упрощение выявления границ действительного зерна аустенита, обеспечение комплексной оценки структурного состояния закаленной стали с возможностью многократного послойного исследования шлифов путем одновременной фиксации зоны окисления исследуемой стали, зоны селективного выявления границ действительного зерна аустенита и зоны внутризеренной структуры на поверхности шлифа. 7 ил., 2 табл.
Изобретение относится к области материаловедения, в частности к металловедению, определяющему ударную вязкость, динамическую трещиностойкость металлов
НИЗКОУГЛЕРОДИСТАЯ ЛЕГИРОВАННАЯ СТАЛЬ // 2477333
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составу низкоуглеродистой легированной стали, используемой при изготовлении сосудов высокого давления, режущего инструмента, в спецтехнике
Изобретение относится к области металлургии, в частности к вторичной переработке металлических отходов
