20.02.2015
216.013.2a04

ПРОТЕКТОРНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к металлургии протекторных сплавов на основе алюминия и может быть использовано при производстве протекторов для защиты от коррозии различных металлических сооружений и конструкций. Сплав содержит, мас. %: цинк - 4,0-6,0, марганец - 0,1-0,3, магний - 0,5-2,5, титан - 0,01-0,1, кальций - 0,005-0,01, алюминий - остальное при следующем ограничении содержания примесей: железо - не более 0,1, медь - не более 0,01, кремний - не более 0,1, водород - не более 0,35 см/100г металла. Технический результат заключается в обеспечении высоких электрохимических характеристик и исключении опасности пассивации поверхности литых протекторов, изготовленных из предлагаемого сплава, а также повышении предела прочности на растяжение сплава. 1 табл.
Основные результаты: Протекторный сплав на основе алюминия, содержащий цинк, марганец, кальций и примеси, отличающийся тем, что он дополнительно содержит титан и магний при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к металлургии протекторных сплавов на основе алюминия и может быть использовано при производстве протекторов для защиты от коррозии различных металлических сооружений и конструкций.

Известны многочисленные композиции протекторных сплавов на основе алюминия, широко применяемые в качестве материала протекторов для защиты от коррозии металлоконструкций.

Известен протекторный сплав на основе алюминия, который содержит в мас.% цинка 4-6, марганца 0,02-0, примеси, не более: железа 0,1, кремния 0,1, алюминий - остальное (сплав АП1, ГОСТ 26251-84). Сплав имеет следующие электрохимические характеристики: рабочий потенциал - 715-730 мВ; теоретическая токоотдача - 2880 А·ч/кг, коэффициент полезного использования - 75-80%.

Недостатками протекторного сплавов является нестабильность во времени электроотрицательного потенциала, свойств и характеристик сплава, низкие прочностные характеристики, не позволяющие изготавливать из них протекторы сложной конструкции (протяженные, не имеющие стального сердечника по все длине).

Известен протекторный сплав на основе алюминия, который содержит в мас.%: цинка 17,5-20, марганца 0,25-0,4, кальция 4,3-5,3, примеси, не более: железа 0,25, кремния 0,5, меди 0,001, алюминий - остальное (А.с. СССР N 263158, С22С 21/00, 1970, БИ №7).

Недостатками приведенного протекторного сплава является нестабильность во времени электроотрицательного потенциала, свойств и характеристик сплава, вызванная наличием химической и структурной неоднородности в отливках из-за повышенного содержания легирующих компонентов (цинк, кальций), выделяющихся в отдельные фазы (зачастую катодные по сравнению к основе сплава) и интерметаллидные включения.

Задачей изобретения является создание сплава, обладающего повышенным и стабильным во времени электроотрицательным защитным потенциалом и коэффициентом полезного использования, повышенной прочностью за счет снижения степени химической и структурной неоднородности и пористости литых протекторов, что обеспечивает эффективно защиту от коррозии металлических сооружений и конструкций.

Технический результат заключается в обеспечении достаточно высоких электрохимических характеристик и исключении опасности пассивации поверхности литых протекторов, изготовленных из предлагаемого сплава, а также повышении предела прочности на растяжение сплава. Этот технический результат достигается тем, что сплав, включающий алюминий, цинк, марганец и кальций, дополнительно содержит титан и магний при следующем соотношении компонентов, мас. %:

цинк 4,0-6,0
марганец 0,1-0,3
магний 0,5-2,5
титан 0,01-0,1
кальций 0,005-0,01,
алюминий остальное
при ограничении содержания примесей, не более, масс %:
железо 0,1
медь 0,01
кремний 0,1
водород 0,35 см3/100 г Ме

Предлагаемый сплав имеет следующие электрохимические характеристики:

рабочий потенциал - 720-730 мВ;

теоретическая токоотдача - 2870-2890 А·ч/кг;

коэффициент полезного использования (КПИ) - 78-82%

За счет цинка в пределах 4-6 мас.% данный сплав можно использовать в качестве протектора в малопроводящих и не содержащих хлоридов средах.

Магний сдвигает электрохимический потенциал в отрицательную сторону, а также препятствует пассивации алюминиевого материала за счет активизации поверхностного слоя протектора.

Присутствие марганца в пределах 0,1-0,3 нейтрализует вредное влияние железа вследствие уменьшения склонности алюминиевых сплавов к межкристаллитной коррозии и коррозии под напряжением.

Кальций в указанных количествах также нейтрализует вредное влияние железа, оказывает модифицирующее воздействие при кристаллизации на зернистую структуру, вследствие чего повышается предел текучести, предел прочности на растяжение. Добавки кальция смещают потенциал алюминиевого сплава в отрицательную область, препятствуют пассивации поверхности алюминиевого протекторного сплава в процессе работы протектора.

Титан, присутствуя даже в незначительных количествах, заметно повышает растворимость водорода в алюминии. При разных условиях титан активно растворяет и образует гидриды переменного состава. Таким образом происходит нейтрализация свободного водорода в алюминиевом сплаве. Также легирование титана увеличивает прочностные характеристики алюминиевого сплава.

Катодные примеси (железа, кремния, меди) при увеличении их содержания в протекторных сплавах выше допустимых значений значительно снижают основные электрохимические свойства алюминиевых протекторных сплавов за счет возникновения структурной неоднородности в отливках, выделяясь в отдельные фазы и интерметаллидные включения.

Ограничение содержания водорода в предложенном сплаве связано с отрицательным воздействием, образующихся при изготовлении литых протекторов, газовой пористости, которая способствует неравномерному их точечно-язвенному характеру растворения, что приводит к снижению токоотдачи и, как следствие, к уменьшению срока службы протекторов.

Для эксперимента были использованы сплавы на основе алюминия, содержащие железа не более 0,01%, кремния не более 0,1% и меди не более 0,01% с различным содержанием легирующих компонентов в заявленных пределах. Сплавы готовили в графитошамотных тиглях в печи сопротивления. Процесс приготовления сплавов осуществляли следующим образом: расплавляли алюминий, последовательно вводили расчетные навески марганца, лигатуры алюминий-титан и алюминий-кальций. Далее вводили цинк и магний. После расплавления всех компонентов шихты проводили перемешивание расплава. Далее проводили рафинирование расплава продувкой аргоном в течение 10 мин (min), с последующей выдержкой при температуре 730-740°С в течение 10-15 мин. Перед разливанием сплава поверхность расплава очищали от шлаковых и оксидных включений. Далее проводили разливку сплавов. Химический состав и электрохимические характеристики опытных сплавов приведены в табл.1.

Как видно из табл.1, сплавы №№2-5(а,б), содержащие легирующие компоненты в заявленных пределах, имеют стабильно высокие электрохимические характеристики, при этом наибольший разброс характеристик имеют сплавы с содержанием водорода выше заявленного (сплавы №№2-5в). Наилучшие характеристики показал сплав №3а.

Использование предлагаемого сплава по сравнению с прототипом (сплав 1) позволит применять литые протекторы с более стабильными электрохимическими характеристиками и высоким сроком службы протекторных материалов в условиях эксплуатации.

Таблица 1
№ спла-
ва
Содержание элементов, % Электрохимичес-
кие характеристики
Al Zn Мn Mg Ti Са Водород, см3/100 г Me p, мВ КПИ, %
1 А.с. 263158 остальное 17,5-20 0,25-04 - - 4,3-5,3 - 710-725 70-80
Примеси, не более: 0,22 Fe; 0,4 Si; 0,001 Cu
2 а 4,2 0,12 0,7 0,018 0,005 0,12 724 79
б 0,34 722 78
в 0,51 720 70
3 а 5,7 0,28 2,2 0,091 0,009 0,18 728 80
б 0,32 726 79
в 0,48 722 74
4 а 5,2 0,20 0,9 0,026 0,007 0,09 730 82
б 0,29 728 79
в 0,53 722 71
5 а 4,8 0,24 0,7 0,054 0,005 0,07 726 80
б 0,032 724 78
в 0,51 720 73

Протекторный сплав на основе алюминия, содержащий цинк, марганец, кальций и примеси, отличающийся тем, что он дополнительно содержит титан и магний при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 78.
27.05.2013
№216.012.43e6

Режущий инструмент

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в металлорежущих инструментах при обработке различных деталей. Режущий инструмент содержит режущие элементы, расположенные с осевым смещением на цилиндрической поверхности дисков. По меньшей мере, два диска выполнены V-образной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482959
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.07.2013
№216.012.593a

Способ сверления отверстий в заготовках

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при сверлении заготовок. Способ включает одновременное вращение и осевую подачу сверла и перемещение заготовки. Заготовке сообщают вращение в направлении, противоположном направлению вращения сверла. Вращение сверла осуществляют с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488463
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.09.2013
№216.012.6705

Изложница для получения литых протекторов

Изобретение относится к металлургии. Изложница содержит основание, боковые стенки, водоохлаждаемый поддон и кожух. Кожух установлен относительно боковых стенок изложницы с теплоизоляционным зазором. Зазор увеличивается по высоте изложницы в соответствии с выражением δ=(0,3-0,4)·h, где δ -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492020
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.67f4

Комплексный модификатор для заэвтектических силуминов

Изобретение относится области цветной металлургии, в частности к модифицированию заэвтектических силуминов. Модификатор для обработки расплава заэвтектических силуминов содержит, мас.%: фосфористая медь - 0,5-2,0, интерметаллид титана АlТi - 0,5-2,0, алюминий - остальное. Применение данного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492259
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.67f6

Литой композиционный сплав и способ его получения

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению литых композиционных сплавов для отливок ответственного назначения. Литой композиционный сплав на основе алюминиевой матрицы содержит включения интерметаллидных фаз состава AlX, AlX, AlX, где Х - Ti, Zr, V, Fe, Ni размером <10 мкм в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492261
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.12.2013
№216.012.90d5

Композиция для защитных покрытий

Изобретение относится к композиции для защитных покрытий и может применяться для антикоррозионной, термической и антисептической защиты металлических, бетонных и деревянных поверхностей и для их ремонта, а также для увеличения прочности на удар поверхности, повышения ее гидрофобности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502770
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.91ef

Способ генерации перепутанных поляритонов

Способ относится к генерации перепутанных поляритонов. Способ генерации перепутанных поляритонов заключается в том, что выбираются параметры схемы атомно-оптического взаимодействия в допированной среде и за счет внешнего оптического управления происходит генерации перепутанных поляритонов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503052
Дата охранного документа: 27.12.2013
20.01.2014
№216.012.97ea

Способ переработки шламов гальванических производств

Изобретение относится к переработке промышленных отходов предприятий металлургии и машиностроения. Способ переработки шламов гальванических производств включает выщелачивание тяжелых цветных металлов раствором серной кислоты с последующим отделением твердой фазы из раствора выщелачивания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504589
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.02.2014
№216.012.9eb3

Металломатричный композит

Изобретение относится к композиционным материалам, в частности к металломатричным композитам, и может быть использовано при производстве подшипников скольжения. Металломатричный композит содержит, мас.%: сурьма - 10,0-12,0; медь - 0,5-1,5; карбид кремния - 1,0-15,0; углеродные нанотрубки -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506335
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.04.2014
№216.012.b343

Способ электрошумовой диагностики высоковольтного оборудования

Использование: изобретение относится к технике высоких напряжений, в частности к диагностике высоковольтных аппаратов по параметрам электрических шумов, вызванных частичными разрядами. Сущность: электромагнитное поле частичных разрядов в изоляции воспринимают индуктивным и емкостным датчиками,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511607
Дата охранного документа: 10.04.2014
Показаны записи 1-10 из 79.
27.04.2013
№216.012.3b71

Способ испытания электрических машин постоянного тока

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для испытания электрических машин постоянного тока. Способ испытания электрических машин постоянного тока методом взаимного нагружения, при котором якорные обмотки двигателей соединяются параллельно и подключаются к регулируемому источнику...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480778
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.05.2013
№216.012.43e6

Режущий инструмент

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в металлорежущих инструментах при обработке различных деталей. Режущий инструмент содержит режущие элементы, расположенные с осевым смещением на цилиндрической поверхности дисков. По меньшей мере, два диска выполнены V-образной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482959
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.07.2013
№216.012.593a

Способ сверления отверстий в заготовках

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при сверлении заготовок. Способ включает одновременное вращение и осевую подачу сверла и перемещение заготовки. Заготовке сообщают вращение в направлении, противоположном направлению вращения сверла. Вращение сверла осуществляют с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488463
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.5a7b

Устройство для взвешивания массы в невесомости

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для взвешивания массы в невесомости. Технический результат - упрощение и повышение точности. Для этого использованы функциональные особенности колебательной системы, которая образована упругим элементом - мембраной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488784
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.08.2013
№216.012.65d4

Электрический привод

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах различных механизмов, исполнительных устройствах автоматических систем. Техническим результатом является повышение энергетической эффективности и надежности работы электрического привода постоянного тока....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491705
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.6705

Изложница для получения литых протекторов

Изобретение относится к металлургии. Изложница содержит основание, боковые стенки, водоохлаждаемый поддон и кожух. Кожух установлен относительно боковых стенок изложницы с теплоизоляционным зазором. Зазор увеличивается по высоте изложницы в соответствии с выражением δ=(0,3-0,4)·h, где δ -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492020
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.6715

Способ пробивки микроотверстий лазерным импульсным излучением

Изобретение относится к области лазерной обработки материалов и может быть использовано для пробивки отверстий малого диаметра для оптических диафрагм, пространственных фильтров и растров. Техническим результатом данного изобретения является получение микроотверстий малого диаметра (10-30 мкм)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492036
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.67f4

Комплексный модификатор для заэвтектических силуминов

Изобретение относится области цветной металлургии, в частности к модифицированию заэвтектических силуминов. Модификатор для обработки расплава заэвтектических силуминов содержит, мас.%: фосфористая медь - 0,5-2,0, интерметаллид титана АlТi - 0,5-2,0, алюминий - остальное. Применение данного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492259
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.67f6

Литой композиционный сплав и способ его получения

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению литых композиционных сплавов для отливок ответственного назначения. Литой композиционный сплав на основе алюминиевой матрицы содержит включения интерметаллидных фаз состава AlX, AlX, AlX, где Х - Ti, Zr, V, Fe, Ni размером <10 мкм в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492261
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.12.2013
№216.012.90d5

Композиция для защитных покрытий

Изобретение относится к композиции для защитных покрытий и может применяться для антикоррозионной, термической и антисептической защиты металлических, бетонных и деревянных поверхностей и для их ремонта, а также для увеличения прочности на удар поверхности, повышения ее гидрофобности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502770
Дата охранного документа: 27.12.2013