RU2426808C1 - Alloy on base of titanium - Google Patents
Alloy on base of titanium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2426808C1 RU2426808C1 RU2010117136/02A RU2010117136A RU2426808C1 RU 2426808 C1 RU2426808 C1 RU 2426808C1 RU 2010117136/02 A RU2010117136/02 A RU 2010117136/02A RU 2010117136 A RU2010117136 A RU 2010117136A RU 2426808 C1 RU2426808 C1 RU 2426808C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- titanium
- pitting
- samples
- ruthenium
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к созданию сплавов на основе титана, предназначенных для изготовления трубопроводов и трубных систем широкой номенклатуры, работающих в условиях высоких температур до 250°С и окислительных сред с рН=2,0-7,0 с высоким солесодержанием.The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to the creation of titanium-based alloys intended for the manufacture of pipelines and pipe systems of a wide range of products, operating at high temperatures up to 250 ° C and oxidizing environments with pH = 2.0-7.0 with high salinity .
Сплав обладает высокой стойкостью против щелевой и питтинговой коррозии. Известны сплавы на основе титана для изготовления трубопроводов, указанные в патенте [1] и государственном стандарте США - (Grade 13, 14, 15, 26, 28) [2]. Эти сплавы обладают хорошей коррозионной стойкостью, но имеют определенные недостатки, ограничивающие их применение для указанных условий.The alloy is highly resistant to crevice and pitting corrosion. Known alloys based on titanium for the manufacture of pipelines specified in the patent [1] and US state standard - (Grade 13, 14, 15, 26, 28) [2]. These alloys have good corrosion resistance, but have certain disadvantages that limit their use for these conditions.
Сплав, содержащий компоненты, мас.%: алюминий 2,5-4,0, ванадий 2,5-4,0, молибден 2,0-3,5, цирконий 0,4-1,5, железо 0,25, кислород 0,15, рутений или палладий 0,03-0,3 [1]. Этот сплав является ограниченно свариваемым.The alloy containing the components, wt.%: Aluminum 2.5-4.0, vanadium 2.5-4.0, molybdenum 2.0-3.5, zirconium 0.4-1.5, iron 0.25, oxygen 0.15, ruthenium or palladium 0.03-0.3 [1]. This alloy is limited weldable.
(Grade 13, 14, 15, 26) [2] - сплавы на основе технического титана с рутением имеют низкие прочностные свойства.(Grade 13, 14, 15, 26) [2] - alloys based on technical titanium with ruthenium have low strength properties.
(Grade 28 ELI) [2] - сплав, на основе титана, содержащий компоненты, мас.%: алюминий 2,5-3,5, ванадий 2,0-3,0, рутений 0,08-0,14, склонен к наводороживанию при длительной эксплуатации в среде с атомарным водородом.(Grade 28 ELI) [2] - an alloy based on titanium containing components, wt.%: Aluminum 2.5-3.5, vanadium 2.0-3.0, ruthenium 0.08-0.14, inclined to hydrogenation during prolonged use in an environment with atomic hydrogen.
Наиболее близким по составу ингредиентов и технической сущности является сплав на основе титана (прототип), содержащий мас.%: алюминий 1,8-2,5; цирконий 2,0-3,0; кремний 0,12; железо 0,25; кислород 0,15; водород 0,006; азот 0,04; углерод 0,10; титан - остальное [3]. Известный сплав характеризуется хорошим сочетанием прочностных, пластических характеристик и свариваемости.The closest in composition of the ingredients and technical essence is an alloy based on titanium (prototype), containing wt.%: Aluminum 1.8-2.5; zirconium 2.0-3.0; silicon 0.12; iron 0.25; oxygen 0.15; hydrogen 0.006; nitrogen 0.04; carbon 0.10; titanium - the rest [3]. Known alloy is characterized by a good combination of strength, plastic characteristics and weldability.
Недостатком этого сплава является повышенная склонность к питтинговой и щелевой коррозии.The disadvantage of this alloy is an increased tendency to pitting and crevice corrosion.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание сплава, обладающего более высокой стойкостью против щелевой и питтинговой коррозии для трубопроводов, работающих в условиях повышенных температур (до 250°С) и при высоком солесодержании (рН=2,0-7,0).The technical result of the invention is the creation of an alloy with higher resistance against crevice and pitting corrosion for pipelines operating at elevated temperatures (up to 250 ° C) and at high salinity (pH = 2.0-7.0).
Технический результат достигается за счет того, что в сплав, содержащий алюминий, цирконий, кремний, железо, кислород, водород, азот, углерод и титан - остальное, дополнительно вводится рутений при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved due to the fact that in the alloy containing aluminum, zirconium, silicon, iron, oxygen, hydrogen, nitrogen, carbon and titanium - the rest is additionally introduced ruthenium in the following ratio of components, wt.%:
при этом должно быть выполнено следующее условие:the following condition must be fulfilled:
(Al+Zr)/(Fe+Si+C)≥15(Al + Zr) / (Fe + Si + C) ≥15
Рутений введен в сплав в оптимальном количестве, необходимом для пассивации в условиях повышенных температур (до 250°С) и при высоком солесодержании (рН=2,0-7,0). При содержании рутения менее 0,05% в указанных условиях пассивация не наступает, полная пассивация наступает при содержании рутения до 0,12%, дальнейшее повышение содержания рутения нецелесообразно и неэффективно.Ruthenium is introduced into the alloy in the optimum amount necessary for passivation at elevated temperatures (up to 250 ° C) and at high salinity (pH = 2.0-7.0). When the ruthenium content is less than 0.05% under these conditions, passivation does not occur, complete passivation occurs when the ruthenium content is up to 0.12%, a further increase in the ruthenium content is impractical and inefficient.
Кроме того, введение в заявляемый сплав рутения улучшает его структурную стабильность и обеспечивает устойчивую пассивность сплава. Электрохимический потенциал сплава смещается в область устойчивой пассивности за счет снижения перенапряжения реакции выделения водорода, что свидетельствует об отсутствии условий питтингообразования.In addition, the introduction of the inventive alloy of ruthenium improves its structural stability and ensures stable passivity of the alloy. The electrochemical potential of the alloy shifts to a region of stable passivity due to a decrease in the overvoltage of the hydrogen evolution reaction, which indicates the absence of pitting conditions.
Легирующие элементы (алюминий, цирконий) и примеси (кремний, железо, углерод) находятся в таком соотношении, чтобы снизить структурную неоднородность сплава и повысить стойкость против щелевой и питтинговой коррозии. Несоблюдение указанного в формуле соотношения затрудняет равномерное распределение примесей по объему зерна, что снижает коррозионную стойкостьAlloying elements (aluminum, zirconium) and impurities (silicon, iron, carbon) are in such a ratio as to reduce the structural heterogeneity of the alloy and increase resistance to crevice and pitting corrosion. Failure to comply with the ratio specified in the formula makes it difficult to evenly distribute impurities over the grain volume, which reduces corrosion resistance
Выплавляли слитки из заявляемого сплава и сплава-прототипа (таблица 1).Ingots from the inventive alloy and prototype alloy were smelted (table 1).
Слитки ковали на плиты 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 20%-ного раствора NaCl при температуре 250°С в течение 2000 часов. Результаты испытаний приведены в таблице 2.The ingots were forged onto plates and rolled into 4.0 mm thick sheets, from which samples 4 × 35 × 35 mm in size were then made for corrosion testing for crevice and pitting corrosion. In order to accelerate, corrosion tests were carried out in an autoclave in a 20% NaCl solution at a temperature of 250 ° C for 2000 hours. The test results are shown in table 2.
Оценка склонности к щелевой коррозии произведена по результатам исследования потери массы образцов в размерности 10-4 г/дм2·час.The tendency to crevice corrosion was assessed based on the results of a study of the weight loss of samples in a dimension of 10-4 g / dm 2 · hour.
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.An assessment of the propensity for pitting was performed visually when examining the surface of the samples using an optical microscope at a magnification of × 12. Pitting with a diameter of at least 0.1 mm was detected.
На образце из сплава-прототипа обнаружены многочисленные питтинговые поражения поверхности в виде язв размером до 4,0 мм. На образце из заявляемого сплава никаких поражений поверхности обнаружено не было, поверхность образцов сохранялась блестящей.Numerous pitting lesions of the surface in the form of ulcers up to 4.0 mm in size were found on a prototype alloy sample. On the sample of the inventive alloy, no surface lesions were found, the surface of the samples remained shiny.
Вид поверхности образцов после испытаний на щелевую и питтинговую коррозию представлен на фото: (фигура 1) - из сплава-прототипа, (фигура 2) - из заявляемого сплава.The surface view of the samples after testing for crevice and pitting corrosion is shown in the photo: (figure 1) - from the prototype alloy, (figure 2) - from the inventive alloy.
Представленные результаты показывают, что заявляемый сплав по стойкости против щелевой и питтинговой коррозии превосходит аналогичные характеристики известного сплава. Из заявляемого сплава в производственных условиях изготовлена партия трубопроводов, которая успешно прошла все эксплуатационные испытания.The presented results show that the inventive alloy in terms of resistance to crevice and pitting corrosion exceeds the similar characteristics of the known alloy. A batch of pipelines was manufactured from the inventive alloy under production conditions, which successfully passed all operational tests.
ИсточникиSources
[1] Патент RU №2203974, Кл. С22С 14/00, 07.05.2001 г. «Сплав на основе титана».[1] Patent RU No. 2203974, Cl. С22С 14/00, 05/07/2001, "Alloy based on titanium."
[2] Стандарт на бесшовные и сварные трубы из титана и титановых сплавов для конденсаторов и теплообменников. ASTM B338-98.[2] Standard for seamless and welded pipes of titanium and titanium alloys for condensers and heat exchangers. ASTM B338-98.
[3] Титан и сплавы титановые деформируемые Марки ГОСТ 19807-91.[3] Titanium and wrought titanium alloys. GOST GOST 19807-91.
Claims (1)
при выполнении следующего соотношения:
(Al+Zr)/(Fe+Si+C)≥15. A titanium-based alloy containing aluminum, zirconium, silicon, iron, oxygen, hydrogen, nitrogen, carbon and titanium is the rest, characterized in that it additionally contains ruthenium in the following ratio, wt.%:
when performing the following ratio:
(Al + Zr) / (Fe + Si + C) ≥15.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010117136/02A RU2426808C1 (en) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | Alloy on base of titanium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010117136/02A RU2426808C1 (en) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | Alloy on base of titanium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2426808C1 true RU2426808C1 (en) | 2011-08-20 |
Family
ID=44755839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010117136/02A RU2426808C1 (en) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | Alloy on base of titanium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2426808C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2506336C1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-02-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Titanium-based alloy |
| RU2582171C1 (en) * | 2015-04-27 | 2016-04-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Titanium-based alloy |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3063835A (en) * | 1959-06-18 | 1962-11-13 | Union Carbide Corp | Corrosion-resistant alloys |
| JP2001003127A (en) * | 1999-04-23 | 2001-01-09 | Terumo Corp | Ti-Zr alloy |
| RU2203974C2 (en) * | 2001-05-07 | 2003-05-10 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Titanium-based alloy |
| US20090004042A1 (en) * | 2005-12-28 | 2009-01-01 | Satoshi Matsumoto | Titanium Alloy for Corrosion-Resistant Materials |
-
2010
- 2010-04-29 RU RU2010117136/02A patent/RU2426808C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3063835A (en) * | 1959-06-18 | 1962-11-13 | Union Carbide Corp | Corrosion-resistant alloys |
| JP2001003127A (en) * | 1999-04-23 | 2001-01-09 | Terumo Corp | Ti-Zr alloy |
| RU2203974C2 (en) * | 2001-05-07 | 2003-05-10 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Titanium-based alloy |
| US20090004042A1 (en) * | 2005-12-28 | 2009-01-01 | Satoshi Matsumoto | Titanium Alloy for Corrosion-Resistant Materials |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2506336C1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-02-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Titanium-based alloy |
| RU2582171C1 (en) * | 2015-04-27 | 2016-04-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Titanium-based alloy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5660253B2 (en) | Titanium alloy with excellent corrosion resistance in environments containing bromine ions | |
| RU2464334C1 (en) | Titanium alloy with high resistance to intercrystalline corrosion | |
| CN106795606B (en) | austenitic stainless steel and its manufacturing method | |
| CN101528956B (en) | Beta titanium alloy | |
| CN103717767A (en) | Ni-based heat-resistant alloy | |
| RU2203974C2 (en) | Titanium-based alloy | |
| KR101707284B1 (en) | Titanium alloy | |
| EP3569725B1 (en) | Duplex stainless steel and method for producing same | |
| RU2426808C1 (en) | Alloy on base of titanium | |
| US20140030141A1 (en) | Nickel-chromium-iron-molybdenum alloy | |
| JP2020196912A (en) | Austenitic stainless steel | |
| JP2020111800A (en) | Stainless steel, stainless hot rolled steel sheet, and method for manufacturing stainless hot rolled steel sheet | |
| WO2020241851A1 (en) | Austenitic stainless steel material | |
| CN101155936B (en) | Ti alloy, ti alloy member and method for producing same | |
| RU2439183C2 (en) | Titanium-based alloy | |
| KR101593336B1 (en) | Austenitic Stainless Steel Having Excellent Corrosion Resistant And High Temperature Properties | |
| JPH04503832A (en) | Copper alloy | |
| JP2797913B2 (en) | High corrosion resistance titanium alloy with excellent cold workability and weldability | |
| US20220364206A1 (en) | Titanium alloy | |
| JP2013001973A (en) | Titanium alloy welded pipe having excellent hydrogen absorption resistance and pipe-formability and hoop product for welled pipe, and methods for manufacturing them | |
| US20160244866A1 (en) | Steel material having excellent alcohol-induced pitting corrosion resistance and alcohol-induced scc resistance | |
| CN111902550A (en) | Titanium alloy and method for producing same | |
| JP6678217B2 (en) | Stainless steel | |
| RU2801581C1 (en) | Titanium based alloy | |
| JP2800651B2 (en) | High corrosion resistance titanium alloy with excellent cold workability and weldability |