Патент на изобретение №2209848
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СВОЙСТВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА, НИКЕЛЯ И ВАНАДИЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к технологии упрочнения рабочих поверхностей металлических материалов и может быть использовано в энергетическом, транспортном машиностроении, медицине и других отраслях промышленности. Способ модифицирования свойств металлических материалов на основе железа, никеля, вольфрама включает облучение поверхности газовыми или металлическими ионами в ускорителе с энергией 10-50 кэВ, стационарной или импульсной плазмой, при этом при облучении формируют нанокластерную структуру, состоящую из металлической матрицы, пронизанной кластерами размерами 3-4 нм и имеющими кристаллическую симметрию, отличную от матрицы. Изобретение направлено на повышение уровня упрочнения поверхности металлических материалов. 2 ил., 1 табл. Изобретение относится к технологии упрочнения рабочих поверхностей металлических материалов, в частности радиационного упрочнения, и может быть использовано в энергетическом, транспортном машиностроении, медицине и других отраслях промышленности. Известны способы модифицирования свойств поверхности металлических материалов, заключающиеся в нанесении покрытий на поверхность материала с помощью ионных пучков или имплантации инородных атомов в приповерхностный слой [1] . Недостатком нанесения покрытий являются проблемы адгезии – недостаточное сцепление покрытия с упрочняемой поверхностью. В случае имплантации ионов в приповерхностный слой там возникают твердые растворы или дисперсионно упрочненные структуры при распаде твердых растворов, однако достигаемые таким путем уровни упрочнения чаще всего не превышают 30-40% исходной величины. Техническим результатом изобретения является повышение уровня упрочнения поверхности. В предлагаемом способе при ионном облучении поверхности газовыми или металлическими ионами в ускорителе с энергией 10-50 кэВ, а также стационарной или импульсной плазмой в некотором, зависящем от материала и вида облучения интервале радиационных параметров (доз, температур облучения и интенсивностей потока) формируются специфические неравновесные состояния, в структуре которых имеются малые (3-4 нм) кластеры с кристаллической симметрией, отличной от исходной решетки. Эти кластеры пронизывают металлическую матрицу и приводят к упрочнению приповерхностного слоя в несколько раз. На фиг.1 показаны изменения микротвердости в сплаве Fe-18Cr в координатах температура облучения – интенсивность потока. Видно, что в некотором интервале параметров микротвердость облученного материала возрастает почти в шесть раз. Подобные изменения для сплава V-Ti-Cr демонстрирует график на фиг.2. Структура материалов, как показывают электронно-микроскопические наблюдения, в данных случаях пронизана кластерами малого размера. Одновременно появлялись дифракционные изменения, связанные с кластерами. Структура кластеров была идентифицирована нами как икосаэдрическая (пятерная), отличная от исходной матрицы. В таблице показаны примеры упрочнения для различных промышленных и модельных сплавов, полученные при создании в материале особых нанокластерных состояний. Упрочнение наблюдается в приповерхностном слое толщиной 30-40 микрон и сохраняется в течение неограниченного времени при температурах, не превышающих температуру облучения. Например, в сплавах системы Fe-Cr, где неравновесное состояние образуется при температурах около 500oС, упрочнение сохраняется неопределенно долго при температуре до 400oС. Литература 1. Диденко А.Н., Лигачев А.Е., Куракин И.Б. Воздействие пучков заряженных частиц на поверхность металлов и сплавов. – М.: Энергоатомиздат, 1987, 183 с. Формула изобретения Способ модифицирования свойств металлических материалов на основе железа, никеля и ванадия, включающий облучение поверхности газовыми и металлическими ионами в ускорителе с энергией 10-50 кэВ, стационарной или импульсной плазмой, отличающийся тем, что при облучении формируют нанокластерную структуру, состоящую из металлической матрицы, пронизанной кластерами размером 3-4 нм, имеющими кристаллическую симметрию, отличную от матрицы. РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 15.06.2003
Извещение опубликовано: 20.11.2004 БИ: 32/2004
NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение
Извещение опубликовано: 27.03.2005 БИ: 09/2005
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 15.06.2007
Извещение опубликовано: 10.01.2009 БИ: 01/2009
NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
Дата, с которой действие патента восстановлено: 27.07.2009
Извещение опубликовано: 27.07.2009 БИ: 21/2009
|
||||||||||||||||||||||||||
