порошковый коррозионно-стойкий материал
Классы МПК: | C22C33/02 порошковой металлургией |
Автор(ы): | Безматерных Надежда Викторовна (RU), Ощепков Денис Алексеевич (RU), Артамонов Владимир Ильич (RU), Дорогокупец Геннадий Леонидович (RU), Мельников Михаил Юрьевич (RU), Перельман Олег Михайлович (RU), Рабинович Александр Исаакович (RU), Куприн Павел Борисович (RU), Иванов Олег Евгеньевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Закрытое акционерное общество "Новомет-Пермь" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2005-07-22 публикация патента:
10.07.2007 |
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым коррозионно-стойким материалам на основе железа. Может применяться для изготовления деталей, работающих в агрессивных средах, например, нефтедобывающей, химической промышленности. Порошковый коррозионно-стойкий материал содержит, мас.%: хром 16-20; никель 10-15; молибден 2-3; углерод 0,1-0,3; медь 15-30; железо - остальное. Полученный материал обладает высокой коррозионной стойкостью. 2 табл.
Формула изобретения
Порошковый коррозионно-стойкий материал на основе железа, содержащий хром, никель, молибден и углерод, отличающийся тем, что он дополнительно содержит медь, введенную методом инфильтрации, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
хром | 16-20 |
никель | 10-15 |
молибден | 2-3 |
углерод | 0,1-0,3 |
медь | 15-30 |
железо | остальное |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым коррозионно-стойким материалам на основе железа, используемым для изготовления деталей, работающих в агрессивных средах, например, в нефтедобывающей, химической промышленности.
Известен ряд коррозионно-стойких материалов, таких как компактная нержавеющая сталь 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-72), легированный чугун типа нирезист (Машиностроение: Энциклопедия. М.: Машиностроение, 2001), порошковая нержавеющая сталь ПК20Х18Н10М2 (Исследование метода электрохимического импеданса к исследованию коррозии пористой порошковой стали 316L / В.И.Кичигин, М.В.Полякова, Т.А.Сюр и др. // Защита металлов. 2002. Т.38, №6. С.632-639).
Недостатком перечисленных материалов является низкая коррозионная стойкость в солянокислых растворах, что ограничивает область их применения.
В качестве прототипа выбрана порошковая нержавеющая сталь ПК20Х18Н10М2, в состав которой входят хром, никель, молибден, углерод и железо.
Основным недостатком прототипа является относительно невысокая коррозионная стойкость, что приводит к повышенному износу материала, работающего в агрессивных средах.
Настоящее изобретение решает задачу повышения коррозионной стойкости порошковых нержавеющих сталей.
Указанный технический результат достигается тем, что порошковый коррозионно-стойкий материал на основе железа, содержащий хром, никель, молибден и углерод, дополнительно содержит медь, введенную методом инфильтрации, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хром | 16-20 |
Никель | 10-15 |
Молибден | 2-3 |
Углерод | 0,1-0,3 |
Медь | 15-30 |
Железо | остальное |
Пропитка материала медью приводит к отсутствию пористости, что существенно повышает коррозионную стойкость сталей.
Возможность осуществления изобретения может быть показана на примере получения материала ПК20Х18Н12М2Д25-пр. с оптимальным содержанием компонентов в заявляемых пределах.
Для получения материала порошки исходных компонентов смешивают с сухой смазкой, полученную смесь прессуют при давлении 400-600 МПа. В качестве исходных компонентов может быть использован предварительно легированный порошок нержавеющей стали (Х18Н12М2). Пористость образцов после прессования составляет 15-18%.
Спекание проводят в восстановительной атмосфере или вакууме при температуре 1150±10°С, совмещая с инфильтрацией медью.
Коррозионные испытания полученных материалов проводили в среде NACE (водный раствор 5% NaCl + 3% HCl) в соответствии с ASTM В 117-97 электрохимическим и весовым методами при температурах от 20±2°С до 80±3°С в статических (без перемешивания раствора) и динамических (перемешивание раствора с помощью магнитной мешалки) условиях.
В таблицах 1, 2 приведены коррозионные свойства заявляемого материала и известных коррозионно-стойких материалов, наиболее близких по составу.
Как следует из приведенных в таблицах данных, предлагаемый материал имеет более низкую скорость коррозии в солянокислых средах по сравнению с аналогами и прототипом.
Таблица 1 | ||||||
Скорость коррозии материалов, определенная весовым методом | ||||||
Марка материала | Скорость коррозии, г/м2·ч | |||||
Статические условия | Динамические условия | |||||
20±2°С | 80±3°С | 20±2°С | 80±3°С | |||
Нирезист (аналог) | 0,2 | 3,5 | 1,9 | 9,5 | ||
12Х18Н10Т (аналог) | 0,15 | 5,9 | 1,9 | 9,3 | ||
ПК20Х18Н12М2-порошковая (прототип) | 3,6 | 58,5 | 4,2 | 110,7 | ||
ПК20Х18Н12М2Д25-пр | 0,14 | 1,3 | 1,68 | 8,7 | ||
Таблица 2 | ||||||
Скорость коррозии материалов, определенная электрохимическим методом | ||||||
Марка материала | Скорость коррозии, г/м 2·ч | |||||
Статические условия | Динамические условия | |||||
20±2°С | 80±3°С | 20±2°С | 80±3°С | |||
Нирезист (аналог) | 0,20 | 20,8 | 1,00 | 23 | ||
12Х18Н10Т (аналог) | 0,33 | 53 | 1,85 | 85 | ||
ПК20Х18Н12М2-порошковая (прототип) | 0,38 | 1,65 | - | - | ||
ПК20Х18Н12М2Д25-пр | 0,09 | 0,1 | 0,8 | 4,9 |
Класс C22C33/02 порошковой металлургией