×
27.12.2013
216.012.9106

Результат интеллектуальной деятельности: СПЛАВ НА ОСНОВЕ ТИТАНА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к металлургии, а именно к сплавам на основе титана с высокой коррозионной стойкостью против щелевой и питтинговой коррозии в агрессивных средах, и может быть использовано в свариваемых элементах оборудования: химических производств, оффшорной техники и судостроения. Сплав на основе титана содержит, мас.%: алюминий 4,7-6,3, ванадий 1,0-1,9, молибден 0,7-2,0, углерод 0,06-0,14, цирконий 0,02÷0,10, кислород 0,06-0,13, кремний 0,02-0,12, железо 0,05-0,25, рутений 0,05-0,14, титан - остальное при выполнении соотношения: [O]+[Si]+[Fe]≤0,40. Сплав обладает повышенной стойкостью против щелевой и питтинговой коррозии в агрессивных средах. 2 табл., 1 пр.
Основные результаты: Сплав на основе титана, содержащий алюминий, ванадий, молибден, углерод, цирконий, кислород, кремний, железо, титан - остальное, отличающийся тем, что он дополнительно содержит рутений при следующем соотношении компонентов, мас.%: при выполнении соотношения содержаний кислорода, кремния и железа:[O]+[Si]+[Fe]≤0,40.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к созданию сплавов на основе титана, обладающих повышенной устойчивостью против щелевой и питтинговой коррозии в агрессивных средах с повышенным солесодержанием (3,5% NaCl и pН 2,5-4,0) и температурой до 250°С.

Сплав предназначен для элементов оборудования: химических производств, оффшорной техники (глубоководных бурильных и добывающих райзеров, сосудов высокого давления и. т.д.) и судостроения, в том числе сварных соединений.

Известны сплавы на основе титана, предназначенные для использования в агрессивных средах (Grade l3-15, Grade 26-27, Grade 28-29 по ASTM В 265-98). Эти сплавы, обладая хорошей коррозионной стойкостью, тем не менее имеют определенные недостатки, ограничивающие их применение в средах с повышенным солесодержанием (3,5% NaCl) и pН 2,5-4,0) и температурой до 250°С.

Недостатками перечисленных сплавов являются для одних - низкий уровень прочности, для других - пониженные значения пластичности.

Известен также сплав на основе титана с рутением и палладием (RU 2203974 С22С 14/00 07.05.2001). Этот сплав обладает хорошей коррозионной стойкостью, механическими свойствами, однако содержит повышенное содержание Р-легирующих элементов и примесей железа, что приводит к структурной неоднородности и снижению стойкости против щелевой и питтинговой коррозии в средах с повышенным солесодержанием (3,5% NaCl и pН 2,5-4,0) и.температурой до 250°C.

Наиболее близким по содержанию ингредиентов является сплав на основе титана [GB 785293 A, C22C 14/00, 23.10.1957], содержащий масс %: алюминий 0,25-7,5, ванадий 0,1-30,0, молибден 0,1-30,0, углерод до 0,3, цирконий 0,1-10,0, кислород до 0,3, кремний 0,1-1,0, железо 0,1-2,0, титан остальное.

Из альтернативных вариантов составов указанного сплава в качестве прототипа выбран сплав, качественный и количественный состав которого соответствует качественному и количественному составу заявляемого сплава.

Недостатком сплава прототипа является низкая стойкость против щелевой и питтинговой коррозии в агрессивных средах с повышенным солесодержанием (3,5% NaCl и pН 2,5-4,0) и температурой до 250°C.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание сплава, обладающего более высокой стойкостью против щелевой и питтинговой коррозии в агрессивных средах с повышенным солесодержанием (3,5% NaCl и pН 2,5-4,0) и температурой до 250°C. по сравнению со сплавом - прототипом.

Технический результат достигается за счет того, что в состав известного сплава, содержащего алюминий, ванадий; молибден, углерод, цирконий, кислород; кремний, железо, титан остальное, дополнительно вводится рутений при следующем соотношении компонентов (мас.%):

Алюминий 4,7-6,3;
Ванадий 1,0-1,9;
Молибден 0,7-2,00;
Углерод 0,06÷0,14;
Цирконий 0,02÷0,10
Кислород 0,06÷0,13
Кремний 0,02÷0,12;
Железо 0,05÷0,25;
Рутений 0,05-0,14;
Титан остальное;

при этом суммарное содержание кислорода, кремния и железа должно быть менее или равно 0,40

[O2]+[Si]+[Fe]≤0,40

В заявляемом изобретении легирующие и примесные элементы (кислород, кремний, железо) находятся в таком соотношении, чтобы обеспечить высокую стойкость против щелевой и питтинговой коррозии в агрессивных средах с повышенным солесодержанием (3,5% NaCl и pН 2,5-4,0) и температурой до 250°C Кислород, кремний, железо в заявляемом изобретении в заявляемом суммарном содержании обеспечивают комплексное микролегирование сплава и получение однородного регламентированного структурного состояния.

Выполнение заявленного соотношения [О2]+[Si]+[Fe]≤0,40 повышает электролитическую однородность сплава, что необходимо для повышения стойкости против щелевой и питтинговой коррозии.

Увеличение суммарного содержания [O2]+[Si]+[Fe]>0,40 при проведении термических циклов сварки приведет к снижению коррозионной стойкости заявляемого сплава, так как переплавленный металл сварного шва теряет способность к внутризеренной деформации, деформация локализуется по границам. Рутений в заявляемом сплаве является микролегирующей и катодно-модифицирующей добавкой, который в сочетании с алюминием и ванадием, препятствует образованию структурной и химической неоднородности, способствует пассивации за счет снижения перенапряжения реакции выделения водорода.

При катодном микролегировании рутением повышается катодная эффективность, смещающая электрохимический потенциал сплава в область устойчивой пассивности, что исключает опасность питтингообразования.

При содержании рутения менее 0,05% в указанных агрессивных средах пассивация не наступает.Полная пассивация в хлоридных растворах при содержании рутения до 0,14% обусловлена облегчением протекания катодной реакции (H++е→Н) восстановления водорода. Содержание сверх указанного предела не эффективно и нецелесообразно.

Содержание углерода в заявляемом сплаве ограничено выбранными пределами, так как при содержании более 0,14% углерод выделяется в виде округлых включений по границам зерен, которые снижают коррозионную стойкость. При содержании углерода менее 0,06% снижается прочность сплава.

Алюминий в заявляемых пределах 4,7-6,3% интенсивно повышает прочностные характеристики сплава и обеспечивает хорошие технологические свойства при производстве полуфабрикатов. Повышение алюминия сверх пределов, заявленных в сплаве, снижает коррозионную стойкость в указанных средах.

Ванадий в заявленных пределах снижает сегрегацию легирующих элементов, повышая структурную однородность сплава.

Содержание молибдена ограничено пределами 0,7-2,0%, т.к. при содержании молибдена более 2,0% в сварном соединении образуется α'-фаза с пониженными пластичностью и стойкостью против щелевой и питтинговой коррозии.

Молибден при содержании до 2,0% блокирует процесс упорядочения и образования α1-фазы [В.Н. Моисеев и др. Сварные соединения титановых сплавов М, Металлургия,1978 г, с.60].

Нейтральный β-стабилизатор -цирконий в пределах 0,02-0,10% в сочетании с алюминием обеспечивает однородное распределение легирующих компонентов в α-фазе, снижает внутрикристаллическую ликвацию.

Пример выполнения.

Выплавляли слитки с химическим составом из предлагаемого сплава и сплава-прототипа (таблица 1).

Слитки ковали на заготовки и прокатывали в листы толщиной 4,0 мм, из которых затем изготавливали образцы размером 4×35×35 мм для проведения коррозионных испытаний на щелевую и питтинговую коррозию.

С целью ускорения коррозионные испытания проводили в автоклаве в среде насыщенных паров 20% раствора NaCl при температуре 250°С в течение 200 часов. Давление составляло 40ата. Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Оценка склонности к щелевой коррозии произведена по результатам исследования потери массы в размерности 10-3 г/дм2 час и наличия локальных повреждений.

Оценка склонности к питтингу выполнена визуально при осмотре поверхности образцов с использованием оптического микроскопа при увеличении ×12. Выявляли питтинги диаметром не менее 0,1 мм.

На образце сплава прототипа обнаружены питтинговые поражения поверхности размером более 4,0 мм. На образце из заявляемого сплава никаких поражений поверхности обнаружено не было, поверхность образцов была блестящая. Представленные результаты показывают, что предлагаемый сплав по стойкости против щелевой и питтинговой коррозии превосходит аналогичные характеристики известного сплава. Это позволяет увеличить ресурс различных элементов оборудования при эксплуатации в водных растворах с повышенным содержанием хлоридов при повышенной температуре до 250°C и pН 2,5 в 2-3 раза.

Таблица 1
Химический состав заявляемого и сплава-прототипа на основе титана
Сплав № состава Аl V Мo C Zr O2 Si Fe Ru O2+Si+Fe≤0,40 Ti
Предлагаемый 1 4,7 1,0 0,7 0,06 0,02 0,13 0,02 0,25 0,14 0,40 ост.
2 5,0 1,5 1,5 0,10 0,07 0,08 0,05 0,20 0,10 0,33 ост.
3 6,3 1,9 2,0 0,14 0,10 0,06 0,12 0,05 0,05 0,23 ост.
Известный 6,5 4,0 3,0 0,20 0,30 0,20 0,25 0,30 - 0,75 ост.

Таблица 2
Коррозионная стойкость заявленного сплава и прототипа
Сплав № состава Характеристика среды Результаты коррозионных испытаний, длительность испытаний 200 часов
заявляемый Аэрированный насыщенный Рн=3,5, СО2 (10-15 бар), 20% раствор NaCl, температура 250°С Щелевая коррозия Характеристика состояния поверхности при питтинговой коррозии, наличие язвенных повреждений
Степень поражения Вид щелевой поверхности
1 Поверхность образцов блестящая не обнаружен
2 Нет поражений не обнаружен
3 не обнаружен
Известный Местное поражение Серая пленка язвы диаметром более 2,0 мм

Сплав на основе титана, содержащий алюминий, ванадий, молибден, углерод, цирконий, кислород, кремний, железо, титан - остальное, отличающийся тем, что он дополнительно содержит рутений при следующем соотношении компонентов, мас.%: при выполнении соотношения содержаний кислорода, кремния и железа:[O]+[Si]+[Fe]≤0,40.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 41-48 of 48 items.
09.06.2019
№219.017.76d6

Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия

Изобретение относится к области деформируемых термически неупрочняемых сплавов, предназначенных для использования в качестве конструкционного материала в виде деформированных полуфабрикатов в различных областях техники: судостроении, авиакосмической и нефтегазодобывающей промышленности и др....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002268319
Дата охранного документа: 20.01.2006
09.06.2019
№219.017.7cd1

Способ получения крупногабаритных биметаллических листов сваркой взрывом

Изобретение может быть использовано при изготовлении крупногабаритных биметаллических листов коррозионно-стойкого биметалла для химической, атомной и нефтегазовой отраслей промышленности. На плакируемую пластину устанавливают со сварочным зазором плакирующую метаемую пластину. Между зарядом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002417868
Дата охранного документа: 10.05.2011
09.06.2019
№219.017.7fbe

Металл сварного шва для соединения основных металлов из медно-никелевых сплавов с содержанием никеля 9,0-41,0 мас. %

Изобретение относится к области металлургии, а именно к металлам сварных швов для соединения между собой медно-никелевых сплавов с содержанием от 9,0 до 41,0 мас.% никеля, и может быть использовано при изготовлении и ремонте судовых трубопроводов систем забортной воды кораблей и судов всех...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002461453
Дата охранного документа: 20.09.2012
09.06.2019
№219.017.7fc3

Способ изготовления горячекатаных полуфабрикатов из алюминиевых сплавов со скандием

Изобретение относится к металлургии. Слитки получают методом полунепрерывного литья. Для снятия остаточных напряжений слитки отжигают в шахтной электропечи с принудительной вентиляцией воздуха при 270-300°C 10 ч. После разрезки слитков на заготовки их механически обрабатывают. Перед прокаткой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002461642
Дата охранного документа: 20.09.2012
29.06.2019
№219.017.9c65

Способ производства штрипса для труб магистральных трубопроводов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству штрипса толщиной 15- 28 мм ответственного назначения. Для повышения прочности, хладостойкости и низкотемпературной вязкости в зоне термического влияния при сварке штрипса получают сталь, содержащую, мас.%: С - 0,03-0,07, Мn...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002397254
Дата охранного документа: 20.08.2010
29.06.2019
№219.017.9c6e

Способ производства толстолистового проката

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству проката ответственного назначения. Для получения проката ответственного назначения с повышенными показателями прочности, при одновременном повышении хладостойкости и низкотемпературной вязкости в зоне термического влияния...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002393236
Дата охранного документа: 27.06.2010
27.07.2019
№219.017.b9bd

Способ нанесения износостойкого покрытия на сталь

Изобретение относится к формированию функциональных покрытий на стальной поверхности, обладающих высокой стойкостью к коррозионному разрушению и износу. Способ включает последовательное сверхзвуковое холодное газодинамическое напыление композиционных частиц порошка сверхзвуковой газовой струей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695718
Дата охранного документа: 25.07.2019
12.04.2023
№223.018.43a4

Способ раннего прогнозирования риска развития диабетической нефропатии у пациентов с сахарным диабетом 1 типа

Изобретение относится к медицине, а именно к эндокринологии, генетике, нефрологии, генной инженерии, биохимии, и может быть использовано для раннего прогнозирования риска развития диабетической нефропатии (ДНП) у пациентов с сахарным диабетом 1 типа. Выделяют ДНК из лимфоцитов венозной крови....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793531
Дата охранного документа: 04.04.2023
Showing 41-50 of 57 items.
29.04.2019
№219.017.43bf

Сплав на основе титана

Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам на основе титана, обладающим высокой стойкостью против щелевой и питтинговой коррозии, которые могут быть использованы для изготовления трубопроводов и трубных систем широкой номенклатуры в судостроении и других отраслях промышленности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002426808
Дата охранного документа: 20.08.2011
29.04.2019
№219.017.4442

Способ получения нанокомпозитных покрытий

Изобретение относится к электролитическим способам обработки изделий из титановых сплавов для получения защитных покрытий и может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей, судостроительной и других отраслях промышленности. Способ включает микродуговое оксидирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471021
Дата охранного документа: 27.12.2012
20.05.2019
№219.017.5d61

Способ выполнения антифрикционных наплавок

Изобретение может быть использовано при выполнении антифрикционных наплавок на уплотнительных поверхностях изделий из титановых сплавов, в частности деталей судовой арматуры. Выполняют автоматическую аргонодуговую наплавку окисленной проволокой из титанового сплава марки ПТ-7М с прокаткой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002427455
Дата охранного документа: 27.08.2011
29.05.2019
№219.017.62f5

Жидкостекольная смесь для изготовления литейных форм и стержней и способ ее приготовления

Изобретение относится к литейному производству. Смесь для изготовления форм и стержней содержит жидкое стекло, кварцевый песок и огнеупорную глину. Смесь также включает комплексную добавку-модификатор. Соотношение ингредиентов смеси составляет, мас. %: кварцевый песок - 94,9, глина огнеупорная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688322
Дата охранного документа: 21.05.2019
30.05.2019
№219.017.6bda

Способ оксидирования титанового сплава для антифрикционной наплавки

Изобретение относится к сварочным материалам для специальных наплавок при изготовлении изделий из титановых сплавов. Способ включает микродуговое оксидирование МДО в электролите под напряжением, при этом в качестве электролита используют раствор фосфатов или силикатов, а процесс МДО ведут в два...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002367728
Дата охранного документа: 20.09.2009
01.06.2019
№219.017.7226

Литейный сплав на основе титана

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным свариваемым сплавам на основе титана, обладающим высокой коррозионной стойкостью против щелевой и питтинговой коррозии в агрессивных средах, и может быть использован для изготовления фасонных отливок типа корпусов насосов и арматуры,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690073
Дата охранного документа: 30.05.2019
01.06.2019
№219.017.7268

Способ выплавки никеле-титановых сплавов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению никеле-титановых сплавов в вакуумных индукционных плавильных печах с холодным тиглем. В способе осуществляют укладку подготовленной шихты, при этом в нижнюю часть тигля укладывают титан около 20% высоты, затем равномерно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690130
Дата охранного документа: 30.05.2019
04.06.2019
№219.017.730a

Сплав на основе титана

Изобретение относится к области металлургии, а именно к титановым сплавам, предназначенным для использования в качестве конструкционного высокопрочного высокотехнологичного материала для изготовления силовых конструкций судостроительной, авиационной и космической техники, энергетических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690257
Дата охранного документа: 31.05.2019
10.07.2019
№219.017.adb9

Способ диагностики лейкоза крупного рогатого скота

Изобретение относится к области ветеринарной биотехнологии. Способ включает проведение поэтапной иммобилизации на твердом носителе антигена вируса лейкоза в результате его специфического иммунологического связывания с адсорбированными моноклональными антителами мыши против гликопротеидного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002377962
Дата охранного документа: 10.01.2010
17.07.2019
№219.017.b576

Способ диагностики лейкоза крупного рогатого скота методом полимеразной цепной реакции

Изобретение относится к области биотехнологии, молекулярной генетики и ветеринарии. Предложен способ диагностики лейкоза крупного рогатого скота методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени в формате мультиплекс, включающий наборы генно-инженерных конструкций...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694617
Дата охранного документа: 16.07.2019
+ добавить свой РИД