Во ВНИИНМ разработана уникальная технология изготовления
особотонкостенных труб из дисперсно-упрочненных оксидами (ДУО)
жаропрочных ферритно-мартенситных сталей на основе методов металлургии
распыленных и быстрозакаленных порошков.
Наноструктурные жаропрочные радиационностойкие стали, упрочненные нанодисперсными частицами оксидов - "ДУО стали".
Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский
научно-исследовательский институт неорганических материалов имени
академика А. А. Бочвара проводит работы по созданию нового класса
ДУО сталей с 2004 года. Они явились логическим продолжением работ по
созданию технологии изготовления оболочечных материалов методами
металлургии распыленных и бысторозакаленных порошков.
В настоящее время созданы образцы лабораторного и
опытно-промышленного оборудования, которые являются основой технологии
создания ДУО сталей.
Применение
Особотонкостенные трубы, изготовленные по
предлагаемой технологии для оболочек твэлов коммерческих реакторов на
быстрых нейтронах, обеспечат работоспособность реактора до выгорания
18-20 % т.а. и повреждающей дозы до 180 - 200 сна при температуре
310-710°С.
Существующие на сегодня материалы оболочечных труб обеспечивают
выгорание не более 12 % т.а. и работоспособность до температур не более
600°С
Научные исследования в области нанотехнологий и наноматериалов
являются одними из наиболее значительных достижений современной науки.
Эти материалы 21 века все более прочно занимают достойное место в ряду
практически используемых разработок.
ДУО стали отличаются повышенной жаропрочностью и радиационной стойкостью, обладают высокими механическими свойствами,
и пока являются единственным на сегодня классом материалов, который
способен обеспечить работу реакторов на новом перспективном виде
топлива при высоких выгораниях и высоких температурах эксплуатации.
Применение ДУО сталей не ограничивается только атомной промышленностью.
Процесс изготовления
Процесс получения особотонкостенных труб состоит из нескольких технологических этапов:
- Получение порошков.
- Механическое легирование.
- Дегазация порошков.
- Горячая экструзия.
- Обточка заготовок.
- Холодная прокатка и термообработка.
На уникальной установке центробежного распыления расплава получают
быстрозакаленный порошок матричного материала (ферритно-мартенситной
стали). Полученный порошок механически легируют в высокоэнергетическом
аттриторе наночастицами оксидов, например оксидом иттрия.
Механически легированный порошок классифицируют с выделением фракции
требуемого размера. Далее порошок проходит термическую дегазацию в
высоком вакууме.
Все дальнейшие операции по получению особотонкостенных труб, а
именно: горячая экструзия заготовки в гильзу и холодная прокатка труб с
промежуточными термическими обработками проводятся на стандартном
прессовом, прокатном и термическом оборудовании, которое является
технологической базой ВНИИНМ.
Возможности производства
ВНИИНМ располагает уникальными установками и опытно-промышленным
оборудованием для отработки технологий производства, испытаний
продукции и исследования ее свойств. Специалисты исследовательского
комплекса разрабатывают методики и проводят дореакторные испытания
создаваемых материалов, наноматериалов и изделий из них.
Комплекс длительных прочностных свойств материалов оснащен
оборудованием для проведения всех видов механических испытаний: при
температурах от минус 196 до плюс 2000 градусов, при различных схемах
нагружения, скоростях деформирования в различных средах и сопротивления
ползучести. Испытания проводятся по метрологическим аттестованным
методикам.
Для исследований тонкой структуры материалов и наноматериалов во
ВНИИНМ работают специалисты признанной в отрасли научной школы
электронной микроскопии.
Они используют самые современные металловедческие электронные
микроскопы, позволяющие получать не только детальные сведения о
структуре объекта на атомарном уровне, но и с высокой точностью и
чувствительностью определять локальность и химический состав материала.
Ключевые технологии проекта защищены необходимыми охранными документами:
- авторское свидетельство №146204 от 07.01.1987 "Автоматическая линия для изготовления изделий из металлического порошка";
- авторское свидетельство №1631834 от 29.06.1987 "Устройство для
получения металлических порошков центробежным распылением расплава";
- авторское свидетельство №3261171 от 09.01.1990 "Способ получения дисперсноупрочненных материалов";
- патент №2111088 от 31.01.1997 "Способ получения быстрозакаленных порошков".
Отечественных аналогов не имеется.
Среди зарубежных аналогов предлагаемая технология соответствует наиболее эффективной разработке Японии.
ОАО ВНИИНМ имени академика А.А.Бочвара
Адрес: 123098, г. Москва, ул. Рогова, д. 5аВНИИНМ им.А.А.Бочвара
Главная 
