Способ обработки на водородопроницаемость металлических конструкционных материалов

 

Изобретение относится к машиностроению , конкретно к способам обработки конструкционных материалов на водородопроницаемость. Цель изобретения - повышение водородопроницаемости. Способ включает облучение материала ускоренными ионами водорода, холодную деформацию со степенью обжатия 70-75% и рекристаллизационный отжиг для получения мелкого зерна 3-5 мкм. Способ позволяет повысить в 2 раза водородопроницаемость. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 21 О 1/09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4716303/02 (22) 24,05.89 (46) 30.04.92. Бюл, ¹ 16 (71) Московский инженерно-физический институт (72) А,Г.Залужный, В.П.Копытин и О.М.Сторожук (53) 621.785.79(088.8) (56) Гельд П.В„Рябов P,А. и Кодес Е.С, Водород и несовершенства структуры металла. M,: Металлургия, 1979, с.221, Залужный А.Г., Гусева М,И., Копытин

В,П. и др. Водородопроницаемость никеля и стали ОХ20Н60Б в процессе ионного облучения. Атомная энергия, т.65, вып.2, 1988 с.102 — 106.

Изобретение относится к физике металлов, в частности к радиационному материаловедению, и может быть использовано для повышения водородопроницаемости металлических конструкционных материалов в различных областях техники.

Изучению зависимости водородопроницаемости металлов и сплавов от их зернового состава посвящено большое количество исследований, При этом однако четко выраженного существенного влияния размера зерна на их водородопроницаемость не обнаружено.

В качестве прототипа рассматривается способ обработки на водородопроницаемость стали ОХ20Н60Б (со средним зерном), заключающийся в облучении ее ускоренными ионами водорода энергией 5 кэВ (при плотности тока пучка 1х10 Н /м .с)} В ре„„. Ж„„1730177 А1 (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ НА ВОДОРОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к машичостроению, конкретно к способам обработки конструкционных материалов на водородопроницаемость. Цель изобретения — повышение водородопроницаемости, Способ включает облучение материала ускоренными ионами водорода, холодную деформацию со степенью обжатия 70 — 75% и рекристаллизационный отжиг для получения мелкого зерна 3-5 мкм. Способ позволяет повысить в 2 раза водородопроницаемость, 1 ил, Ъ зультате указанной обработки достигается некоторое изменение (понижение) водородопроницаемости сплава. Ы

Однако указанная обработка не позво-,( ляет получить материал с задаваемыми уровнями водородопроницаемости.

Целью изобретения является повышение водородопроницаемости металлических конструкционных материалов.

Поставленная цель достигается путем облучения ускоренными ионами водорода указанных материалов и обработкой их на мелкое (3 — 5 мкм) зерно, Изобретение основывается на наличии эффекта роста водородопроницаемости при облучении ускоренными ионами водорода для металлических конструкционных материалов с мелким зерном, тогда как для материалов с крупным и средним зерном этого эффекта

1730177

50 не наблюдается, Суть изобретения заключается в принципиальном изменении (повышении приблизительно в 2 раза) водородопроницаемости материала в указанных условиях при использовании того же материала (неизменный химический состав), но обработанного на мелкое зерно.

Наблюдаемый эффект может быть связан с повышенной ассимиляцией вводимого в материал водорода границами мелкозернистого материала, определяемой в первую очередь специфической структурой таких границ, а не их протяженностью, Способ осуществляется следующим образом.

Облучение образца стали 00Х16Н15М36 со стандартным размером зерна (среднее зерно 30 — 50 мкм) ускоренными ионами водорода Н (энергия 5 кэВ, плотность ионного тока 1920 мд/м ) до флюенса, определяющего стационарный режим водородопроницаемости при ионном облучении (B данном случае флюенсом 1,5х10 м ), Механотермическая обработка образца (для стали ООХ16Н15МЗБ: 70%-ная холодная деформация и рекристаллизационный отжиг при 850 С) для получения материала с мелким (3 — 5 мкм) зерном. В результате имеем сталь 00Х16Н15М36 с максимально возможной при облучении ускоренными ионами водорода водородопроницаемостью (превышение приблизительно в 2 раза).

Водородопроницаемость стали с мелким (3 — 5 мкм) зерном в процессе облучения ускоренными ионами водорода определяется после набора образцом флюенса гг -г

1,5х10 м при аналогичных экспериментальных условиях. Водородопроницаемость определяется по кинетической

5 кривой проникновения водорода, а именно по участку, соответствующему стационарному режиму проникновения водорода.

На чертеже приведены кривые, показывающие результаты испытаний на водоро10 допроницаемость стали ООХ16Н15МЗБ со средним (30 — 50 мкм) и крупным (400—

600 мкм) зернами (соответственно кривые 1 и 2) и с размером зерна 3 — 5 мкм (кривая 3).

Использование предлагаемого способа

15 обработки на водородопроницаемость металлических конструкционных материалов обеспечивает по сравнению с существующими способами максимальное (при данных условиях) повышение водородопро20 н ицаемости (и риблизительно в 2 раза) л юбых металлов и сплавов, так как получение материалов с более мелким (чем 3 — 5 мкм) размером зерна является сложной технической задачей.

Формула изобретения

Способ обработки на водородопроницаемость металлических конструкционных материалов, включающий облучение мате30 риала ускоренными ионами водорода, о тл ичаю щийся тем,что,сцельюповышения водородопроницаемости, после облучения осуществляют холодную деформацию со степенью обжатия 70 — 75% и рекристал35 лизационный отжиг до получения зерна размером 3-5 мкм, 1730177 ат. м-с

80 о0

20

35

45

Редактор 3. Ходакова

Заказ 1490 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

,йо

100 7 мин

Составитель О. Сторожук

Техред М.Моргентал Корректор И. Муска