Порошковый износо- корозионно-стойкий материал на основе железа

Авторы патента:

C22C33/02 - порошковой металлургией (обработка металлического порошка B22F)

C22C1/04 - Сплавы (кремни C06C 15/00; обработка сплавов C21D, C22F)

Владельцы патента RU 2523648:

Закрытое акционерное общество "Новомет-Пермь" (RU)

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым коррозионно-стойким материалам на основе железа. Может использоваться для изготовления деталей, работающих в агрессивных абразивсодержащих средах, например, в нефтедобывающей, химической промышленности. Порошковый материал содержит, мас.%: хром 0,5-6,9; никель 0,5-3,9; молибден до 1,5; углерод до 1,0; медь 10-25; железо - остальное. Материал обладает повышенной износостойкостью в условиях гидроабразивного изнашивания. 2 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым коррозионно-стойким материалам на основе железа, используемым для изготовления рабочих органов (ступеней), работающих в агрессивных абразивсодержащих средах, например, в нефтедобывающей, химической промышленности.

Известен материал ступени погружного насоса, следующего состава:

С - 0-1,5%, Ni - 0,5-15%, Мо - 0-2,5%, Cu - 10-20% (Патент №2193115, (Патент №2193115, F04D 13/08, С22С 33/02, опубл. 20.11.2002). Недостатком этого материала является низкая коррозионная стойкость.

Наиболее близким к заявляемому материалу является порошковый коррозионно-стойкий материал на основе железа, содержащий до 2,0% углерода, 4-9% никеля, до 1,8% молибдена, 7-15% хрома, 15-25% меди (Патент РФ №2411298, С22С 33/02, С22С 1/04 опубл. 10.02.2011). Недостатком этого материала является его низкая стойкость к гидроабразивному изнашиванию, что ограничивает область его применения.

Настоящее изобретение решает задачу повышения износостойкости материалов в условиях гидроабразивного изнашивания.

Поставленная задача достигается тем, что порошковый коррозионно-стойкий материал на основе железа содержит хром, никель, молибден, углерод и медь при следующем соотношении, мас.%:

Хром	0,5-6,9
Никель	0,5-3,9
Молибден до	1,5
Углерод до	1,0
Медь	10-25
Железо	остальное

Медь в материал вводят методом инфильтрации.

Возможность осуществления изобретения может быть показана на примере получения материала ЖГр0,4Х5Н3 Д20-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. Пористость образцов после прессования составляет 15-18%.

Спекание проводят в восстановительной атмосфере или вакууме при температуре 1150±10°C, совмещая с инфильтрацией медью.

Гидроабразивные испытания проводили на секции насоса ВНН5-25, состоящей из 24 ступеней ВНН5-25, изготовленных из материала заявляемого состава, а также аналога и прототипа, на вертикальном стенде для испытаний насосных секций в водной среде с добавкой 10 г/л кварцевого песка в течение 5 часов. Скорость вращения двигателя составляла 6000 об/мин. Скорость изнашивания определяли по изменению массы ступеней в процессе испытаний.

Коррозионные испытания материалов проводили по ГОСТ 9.506-87 электрохимическим методом в динамических (перемешивание раствора с помощью магнитной мешалки) условиях при 80±3°C в модельной среде нефтедобычи (3% водный раствор NaCl) при pH 6,6.

Результаты испытаний, приведенные в таблицах 1 и 2, показали, что скорость изнашивания предлагаемого материала в водно-абразивной среде на 28% ниже прототипа и на 8,8% ниже аналога. При этом коррозионная стойкость заявляемого материала в различных модельных средах превосходит прототип и аналоги.

Таблица 1
Скорость изнашивания ступеней ВНН5-25 при гидроабразивных испытаниях
Материал ступени	Скорость изнашивания, г/ч
ЖГрО,4Н4МД15-пр (аналог)	5,44
Х12Н8МД20-пр (прототип)	6,4
ЖГр0.4Х5НЗД20-пр	5,0

Таблица 2
Скорость коррозии материалов в 3% водном растворе NaCl,
Материал	Скорость коррозии, г/м² ч
ЖГрО,4Н4МД15-пр (аналог)	1,05
Х12Н8МД20-пр (прототип)	0,69
ЖГрО,4Х5Н4Д20-пр	0,58

Порошковый коррозионно-стойкий материал на основе железа, содержащий хром, никель, молибден, углерод и введенную методом инфильтрации медь, отличающийся тем, что он содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%:

хром	0,5-6,9
никель	0,5-3,9
молибден	до 1,5
углерод	до 1,0
медь	10-25
железо	остальное

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению дисперсноупрочненной высокоазотистой аустенитной стали с нанокристаллической структурой.

Способ получения беспористого карбидочугуна для изготовления выглаживателей // 2511226

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению карбидочугуна с отсутствием пор в объеме сплава, и может быть использовано для изготовления рабочих частей выглаживателей.

Смазка для композиций порошковой металлургии // 2510707

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковой композиции на основе железа и используемой в ней композитной смазке. Порошковая композиция содержит железный порошок или порошок на основе железа и частицы композитной смазки.

Спеченный материал для сильноточного скользящего электроконтакта // 2506334

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым антифрикционным материалам для сильноточных скользящих контактов. Может использоваться для изготовления токосъемных щеток, например, униполярных генераторов или токосъемных башмаков, контактирующих с рельсом туннельной железной дороги.

Способ изготовления стали с упрочняющими наночастицами // 2493282

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способу получения стали, содержащей наноразмерные частицы боридов, оксидов, нитридов. Может использоваться для изготовления элементов деталей для хранения отработавшего ядерного топлива, чехлов тепловыделяющих сборок (ТВС) ядерных реакторов, чехлов гильз системы управления и защиты нейтронных источников (СУЗ), оболочек твэлов.

Низколегированный стальной порошок // 2490353

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению спеченных изделий на основе железа из порошковой композиции, содержащей распыленный водой предварительно легированный стальной порошок.

Порошок на основе железа и его состав // 2490352

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению спеченных деталей из порошковой композиции на основе распыленного водой порошка на основе железа.

Способ подготовки порошка на основе чугунной стружки // 2486031

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к получению порошка на основе железа, содержащего небольшое количество углерода. .

Способ получения порошковых магнитных материалов // 2484926

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к обработке металлических порошков, предназначенных для изготовления композитных изделий и покрытий, работающих в высокочастотных (ВЧ) и сверхвысокочастотных (СВЧ) диапазонах.

Способ получения высокоазотистой аустенитной порошковой стали с нанокристаллической структурой // 2484170

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению высокоазотистой аустенитной порошковой стали с нанокристаллической структурой. .

Шихта для изготовления материала для сильноточных электрических контактов и способ изготовления материала // 2523156

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству графито-медных материалов для сильноточных электрических контактов. Шихта содержит, мас.%: частицы меди 20-85, частицы гидрида титана 1-10 и частицы графита - остальное.

Способ рафинирования алюминиевых сплавов // 2522997

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения отливок из алюминиевых сплавов. Алюминиевый расплав перегревают до температуры 700-720°C и фильтруют через фильтр из пенометалла с открытой пористостью на основе сплава алюминий-титан с содержанием титана 5-10%.

Способ получения композиционного наноматериала на основе металлического железа в порах мезопористой матрицы, обладающего магнитными свойствами // 2522883

Изобретение относится к области нанотехнологии композиционных материалов на основе мезопористых матриц, содержащих наноразмерные изолированные металлические частицы, и может быть использовано для получения магнитных материалов.

Способ получения пористого порошка никелида титана // 2522257

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению пористого порошка никелида титана. Может использоваться в медицине для изготовления стоматологических имплантов.

Алюминиевая лента с высоким содержанием марганца и магния // 2522242

Изобретение относится к алюминиевому сплаву для производства подложек для офсетных печатных форм. Алюминиевый сплав содержит следующие компоненты, в мас.%: 0,2% ≤ Fe ≤0,5%, 0,41% ≤ Mg ≤ 0,7%, 0,05% ≤ Si ≤ 0,25%, 0,31% ≤ Mn ≤0,6%, Cu ≤0,04%, Ti ≤ 0,05%, Zn ≤ 0,05%, Cr ≤ 0,01%, остальное - Al и неизбежные примеси, каждая из которых присутствует в количестве не более 0,05%, а в целом они составляют максимум 0,15%.

Способ получения многослойного композита на основе ниобия и алюминия с использованием комбинированной механической обработки // 2521945

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению многослойных композитов на основе системы Nb-Al. Может использоваться для синтеза наноструктурных интерметаллических соединений данной системы.

Твердосплавное тело // 2521937

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению твердосплавного тела из твердого сплава, содержащего зерна карбида вольфрама и металлическое связующее, содержащее кобальт с определенной концентрацией растворенного в нем вольфрама.

Способ получения пористых материалов // 2518809

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению пористых многослойных проницаемых материалов. Может использоваться в медицине для изготовления функционально-градиентных имплантатов.

Способ получения лигатуры алюминий-титан-цирконий // 2518041

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам получения лигатур на основе алюминия, и может быть использовано при получении лигатуры алюминий-титан-цирконий, применяемой для модифицирования алюминиевых сплавов.

Жаропрочный порошковый сплав на основе никеля, стойкий к сульфидной коррозии и изделие, изготовленное из него // 2516681

Изобретение относится к области металлургии, в частности к жаропрочным порошковым сплавам на основе никеля, обладающим повышенным сопротивлением к сульфидной коррозии, и может быть использовано для изготовления деталей газотурбинных двигателей.

Способ получения поликристаллического композиционного материала // 2525005

Изобретение относится к получению сверхтвердого композитного материала на основе кубического нитрида бора (КНБ) в присутствии катализаторов синтеза и дополнительных реагентов в камере высокого давления. Может использоваться для изготовления режущих частей обрабатывающего инструмента, находящихся в непосредственном контакте с обрабатываемыми объектами. Композиционный поликристаллический материал на основе КНБ получают путем вторичного синтеза порошков КНБ из порошков гексагонального нитрида бора в камере высокого давления в присутствии катализатора в виде борида или нитрида щелочного или щелочно-земельного металла. Для этого порошки КНБ, предварительно полученные с применением нитридных катализаторов, смешивают с боридным катализатором. А при использовании порошка КНБ, предварительно полученного с применением боридных катализаторов, используют для вторичного синтеза нитридные катализаторы. Для нейтрализации остаточных продуктов реакций и связывания их в матрице в более твердую фазу в шихтовую смесь вводят порошок металлического алюминия и осуществляют механическое легирование. После механического легирования частиц КНБ путем перемешивания и натирания их алюминием в смесь порошков вводят порошки карбидов тугоплавких металлов, после чего осуществляют прессование и подвергают заготовки термобарическому воздействию при 5-5,5 ГПа, 1300-1600°С, от 15 секунд до 20 минут. Обеспечивается повышение стойкости композита к химическому износу и термостойкости. 24 з.п. ф-лы, 6 пр.