порошковый износо- корозионно-стойкий материал на основе железа

Классы МПК:C22C33/02 порошковой металлургией 
C22C1/04 порошковой металлургией
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Закрытое акционерное общество "Новомет-Пермь" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-06-05
публикация патента:

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.%:

Хром0,5-6,9
Никель0,5-3,9
Молибден до1,5
Углерод до1,0
Медь10-25
Железоостальное

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-пр5,0

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

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

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.%:

хром0,5-6,9
никель0,5-3,9
молибдендо 1,5
углероддо 1,0
медь10-25
железоостальное


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2523648

patent-2523648.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C22C33/02 порошковой металлургией 

Патенты РФ в классе C22C33/02:
композиция, улучшающая обрабатываемость резанием -  патент 2529128 (27.09.2014)
способ получения диффузионно-легированного порошка железа или порошка на основе железа, диффузионно-легированный порошок, композиция, включающая диффузионно-легированный порошок, и прессованная и спеченная деталь, изготовленная из упомянутой композиции -  патент 2524510 (27.07.2014)
способ получения дисперсноупрочненной высокоазотистой аустенитной порошковой стали с нанокристаллической структурой -  патент 2513058 (20.04.2014)
способ получения беспористого карбидочугуна для изготовления выглаживателей -  патент 2511226 (10.04.2014)
смазка для композиций порошковой металлургии -  патент 2510707 (10.04.2014)
спеченный материал для сильноточного скользящего электроконтакта -  патент 2506334 (10.02.2014)
способ изготовления стали с упрочняющими наночастицами -  патент 2493282 (20.09.2013)
низколегированный стальной порошок -  патент 2490353 (20.08.2013)
порошок на основе железа и его состав -  патент 2490352 (20.08.2013)
способ подготовки порошка на основе чугунной стружки -  патент 2486031 (27.06.2013)

Класс C22C1/04 порошковой металлургией

Патенты РФ в классе C22C1/04:
способ получения алюминиевого композиционного материала с ультрамелкозернистой структурой -  патент 2529609 (27.09.2014)
способ приготовления твердосплавной шихты с упрочняющими частицами наноразмера -  патент 2525192 (10.08.2014)
способ получения многослойного композита на основе ниобия и алюминия с использованием комбинированной механической обработки -  патент 2521945 (10.07.2014)
жаропрочный порошковый сплав на основе никеля, стойкий к сульфидной коррозии и изделие, изготовленное из него -  патент 2516681 (20.05.2014)
способ испытания на сульфидную коррозию жаропрочных порошковых никелевых сплавов -  патент 2516271 (20.05.2014)
способ получения изделий из сложнолегированных порошковых жаропрочных никелевых сплавов -  патент 2516267 (20.05.2014)
способ изготовления порошкового композита сu-cd/nb для электроконтактного применения -  патент 2516236 (20.05.2014)
способ получения порошков сплавов на основе титана, циркония и гафния, легированных элементами ni, cu, ta, w, re, os и ir -  патент 2507034 (20.02.2014)
способы производства нефтепромысловых разлагаемых сплавов и соответствующих продуктов -  патент 2501873 (20.12.2013)
способ получения композиционного материала из металлических порошков с заданным физико-механическим свойством -  патент 2499066 (20.11.2013)


Наверх