Порошковый коррозионно-стойкий материал

Порошковый коррозионно-стойкий материал

Реферат

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/м2·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

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