WO2010036139A1 - Многослойный материал повышенной коррозионной стойкости (варианты) и способы его получения - Google Patents

Многослойный материал повышенной коррозионной стойкости (варианты) и способы его получения Download PDF

Info

Publication number
WO2010036139A1
WO2010036139A1 PCT/RU2008/000620 RU2008000620W WO2010036139A1 WO 2010036139 A1 WO2010036139 A1 WO 2010036139A1 RU 2008000620 W RU2008000620 W RU 2008000620W WO 2010036139 A1 WO2010036139 A1 WO 2010036139A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrochemical potential
layers
layer
working medium
contact
Prior art date
Application number
PCT/RU2008/000620
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2010036139A8 (ru
Inventor
Андрей Евгеньевич РОЗЕН
Ирина Сергеевна ЛОСЬ
Леонид Борисович ПЕРВУХИН
Юрий Петрович ПЕРЕЛЫГИН
Юрий Александрович ГОРДОПОЛОВ
Ольга Леонидовна ПЕРВУХИНА
Геннадий Владимирович КИРИЙ
Павел Ивановович АБРАМОВ
Сергей Геннадьевич УСАТЫЙ
Дмитрий Борисович КРЮКОВ
Игорь Владимирович ДЕНИСОВ
Андрей Андреевич РОЗЕН
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственность "Hayчнo-Тexничecкий Центр "Иhbectпateht"
Общество С Ограниченной Ответственность "Aгeнтcтвo Пapтнepы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственность "Hayчнo-Тexничecкий Центр "Иhbectпateht", Общество С Ограниченной Ответственность "Aгeнтcтвo Пapтнepы" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственность "Hayчнo-Тexничecкий Центр "Иhbectпateht"
Priority to JP2011528972A priority Critical patent/JP2012503717A/ja
Priority to US13/120,763 priority patent/US20110250465A1/en
Priority to CN2008801315567A priority patent/CN102187015A/zh
Priority to KR1020117008320A priority patent/KR101300674B1/ko
Priority to EA201100552A priority patent/EA016878B1/ru
Priority to EP08877096.1A priority patent/EP2348140A4/en
Priority to PCT/RU2008/000620 priority patent/WO2010036139A1/ru
Publication of WO2010036139A1 publication Critical patent/WO2010036139A1/ru
Publication of WO2010036139A8 publication Critical patent/WO2010036139A8/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
    • C23F13/005—Anodic protection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/011—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic all layers being formed of iron alloys or steels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/012—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of aluminium or an aluminium alloy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
    • B32B15/015—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium the said other metal being copper or nickel or an alloy thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C11/00—Alloys based on lead
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/056—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 10% but less than 20%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
    • C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
    • C23F13/06—Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
    • C23F13/08—Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F2213/00—Aspects of inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
    • C23F2213/20—Constructional parts or assemblies of the anodic or cathodic protection apparatus
    • C23F2213/21—Constructional parts or assemblies of the anodic or cathodic protection apparatus combining at least two types of anodic or cathodic protection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12354—Nonplanar, uniform-thickness material having symmetrical channel shape or reverse fold [e.g., making acute angle, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12361—All metal or with adjacent metals having aperture or cut
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12375—All metal or with adjacent metals having member which crosses the plane of another member [e.g., T or X cross section, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/1241—Nonplanar uniform thickness or nonlinear uniform diameter [e.g., L-shape]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12611—Oxide-containing component

Definitions

  • Multilayer material of increased corrosion resistance (options) and methods for its preparation
  • the invention relates to the field of electrochemistry, materials science and metallurgy, namely, to structural materials with high corrosion resistance and high mechanical properties, in particular, to metal multilayer structural materials and methods for their preparation.
  • a known method of producing a multilayer material and a multilayer material made by explosion welding of at least two cladding layers, and the intermediate and back layers (US ⁇ 5 323 955 * Al).
  • Two cladding layers are selected from coarse materials with high corrosion resistance, including Mo, W, Re, Ru, Pa, Pt, Au, Ag and their alloys.
  • the intermediate layer is made from a material selected from the group consisting of copper, silver, tantalum and nickel alloys.
  • the back layer is made from a material selected from the group including low alloy steel, stainless steel, nickel, copper, aluminum, titanium and their alloys.
  • a multilayer material (US ,, 4,839,242 ,, Al), which includes a seam of steel spruce, nickel and nickel t & t nickel-cn-lava, which is welded to the base layer, a layer of low-carbon alloy based iron, which contains no more than 0.01% carbon by weight and is welded to the nickel layer; and a clad layer of titanium-based material that is welded to the low-carbon alloy layer based on iron.
  • Also known materials from intermetallic compounds including a support layer of stainless martensitic steel having a Vickers hardness of 400 MPa or 400 HV or more, clad, for example, with a layer of titanium or a layer of titanium alloy through an intermediate layer, which is made, for example, of material selected from the group comprising nickel, iron, alloys of copper with nickel, and a method for producing these materials (US, 6 194 088, Al).
  • a plating in the form of a rigid film may be applied to the support layer, the upper surface of which is the outer layer of the intermetallic compound consisting of compounds selected from the group consisting of a Ti-Ni intermetallic compound, Ti-Fe intermetallic compound, a mixture of Ti-Ni intermetallic compound and Ti-Cu intermetallic compounds.
  • the cladding may consist of several layers.
  • the cladding may have an inner layer of TiFeg and an outer layer of TiFe, or have an inner layer of TiC, and the outer one of TiFe, or have a lower layer of TiNi and an outer layer of TiNivic, or have a lower layer of TiNi and an outer layer - from TiCu.
  • hardening of the specified material is carried out by quenching to the hardness of stainless steel, and at the same time, a rigid film is formed made of an intermetallic compound of titanium.
  • the hardening procedure involves heating the composition to a temperature of from 900 ° C to 1150 ° C for 30 seconds to 5 minutes, followed by cooling at a rate of l ° C / sec or more.
  • Closest to the proposed invention is a material obtained by joining by cold rolling sheets of ferritic stainless steel or austenitic stainless steel on a sheet of low carbon steel (JP, 6293978, B).
  • the surface layer of stainless steel is covered with a tin layer or an alloy of tin with lead with a thickness of 0, l-10.0 ⁇ m.
  • the pitting corrosion of stainless steel that occurs during operation in a salt atmosphere is suppressed and delayed by the electrochemical corrosion of the outer protectors due to the electric capacity of tin or an alloy of tin and lead.
  • the tread layers of this composition cannot technologically be used to protect other metal materials and alloys, for example, nickel or titanium alloys, due to the low adhesion of tin and lead to them.
  • the aim of the invention is the creation of a structural material with increased corrosion resistance, adapted to work in conditions of one-sided or two-sided contact with aggressive media of the same or different activity.
  • the task was to develop a material of increased corrosion resistance having a multilayer structure containing serially connected outer main layers and alternating inner main and internal tread layers placed between them, in which the outer main layers are directly in contact with the aggressive medium on one or two sides material, and the inner main layers would be in a state of passivity for a long time, and the corrosion developing in them would be Uzziah a pyatangan type, b inner-tread layers, which, moreover, are a “working aggressive environment as deep pockets of pitting corrosion developed in the previous outer and inner main layers, would have been in a state of general corrosion for a long time ” and would have a tread effect on the outer and inner core layers.Also the task was to develop methods for producing such materials.
  • a variant of a multilayer material of increased corrosion resistance comprising alternating odd and even layers arranged on top of one another and connected using a continuous indivisible connection, characterized in that the material is adapted to work under conditions of unilateral or bilateral contact with the working medium, containing aqueous solutions of alkalis, salts of acids or acids, the anions of which are not oxidizing agents, and at the same time has odd layers, which are I main, and even layers that are sacrificial, and this includes:
  • a variant of a multilayer material of increased corrosion resistance comprising alternating odd and even layers arranged on top of one another and connected using a continuous one-piece connection, characterized in that the material is adapted to work under conditions of unilateral or bilateral contact with a working medium containing aqueous solutions of alkalis, salts of acids or acids, the anions of which are oxidizing agents, and at the same time have odd layers, vlyayuschiesya basic and even layers that are sacrificial, and wherein comprises: - odd outer and inner -el ⁇ and ⁇ made of metals or alloys characterized by stationary electrochemical potential in the range of contact with the specified working medium in the range from the electrochemical potential of complete passivation to the electrochemical potential of passivation,
  • the task was solved by the development of a variant of a multilayer material of increased corrosion resistance according to the invention, containing alternating odd and even layers connected by a continuous one-piece connection, characterized in that the material is adapted to work under conditions of simultaneous contact of the first odd outer layer with the first working a medium containing aqueous solutions of alkalis, salts of acids or acids, the anions of which are not oxidizing agents, and the contact of the second odd outward layer with a second working medium containing aqueous solutions of alkalis, salts of acids or acids, the anions of which are oxidizing agents, and at the same time has odd layers, which are the main ones, and even layers, which are protective, and at the same time contains:
  • the first odd outer layer and the odd inner layer closest to it made of metals or alloys characterized by stationary electrochemical potential in contact with the proposed first working medium in the range from the electrochemical potential of complete passivation to the electrochemical potential of passivation;
  • the second odd outer layer and the odd inner layer closest to it made of metals or alloys characterized by stationary electrochemical potential in contact with the proposed second working medium in the range from the electrochemical potential of complete passivation to the electrochemical potential of passivation;
  • the multilayer materials on the outer layer additionally contain a cladding layer of oxidized aluminum.
  • the multilayer materials according to the invention are made in the form of sheets, plates, tapes, strips, corners, channels, I-beams, discs, rods of various profiles, pipes of various profiles, rings; products of the structural form of an open profile or a closed solid profile or hollow profile of design outlines.
  • the problem was also solved by the development of a method for producing a multilayer material of increased corrosion resistance according to the invention, including the formation of a continuous one-piece connection of layers made of metals and / nl ”of their enlaves and placed one on a different basis, which that the method is adapted to obtain a multilayer material having increased corrosion resistance under conditions of unilateral or bilateral contact with a working medium containing aqueous solutions of alkalis, salts of acids or acids, the announces of which are not oxidizing agents, while:
  • metals or alloys are used that are characterized by stationary electrochemical potential in the range of contact with the intended working medium from the electrochemical potential of complete passivation to the electrochemical potential of passivation;
  • metals or alloys are used that are characterized by a stationary electrochemical potential that is less than the stationary electrochemical potential of neighboring odd layers under the same conditions when in contact with the specified working medium.
  • the task was solved by the creation of a method for producing a multilayer material of increased corrosion resistance according to the invention, including the formation of a continuous one-piece connection of layers made of metals and / or their alloys and placed one layer on another, characterized in that the method is adapted to obtain a multilayer material possessing increased corrosion resistance under conditions of unilateral or bilateral contact with a working medium containing aqueous solutions of alkalis, salt acid or acids which are oxidizing anions, and wherein:
  • metals or alloys are used that are characterized by stationary electrochemical potential in the range of contact with the intended working medium in the range from the electrochemical potential of complete passivation to the electrochemical potential of passivation;
  • metals or alloys are used that are characterized by stationary electrochemical potential in contact with the specified working medium, exceeding the electrochemical potential of the metal or alloy of the outer layer under the same conditions and having a value in the range from the electrochemical potential of complete passivation of the outer layer material to electrochemical potential the solder-resistant material * of the outer layer is, and this is possessing less hydrogen overvoltage than the materials of the odd layers.
  • the task was solved by the creation of a method for producing a multilayer material of increased corrosion resistance according to the invention, including the formation of a continuous one-piece connection of layers made of metals and / or their alloys and placed one layer on another, characterized in that the method is adapted to obtain a multilayer material possessing increased corrosion resistance under conditions of simultaneous contact of the first outer layer with the first working medium containing aqueous solutions lochey, acid salts or acids whose anions are not oxidants and contact the second outer layer with a second operating environment containing aqueous solutions of alkalis, acid salts or acids whose anions are oxidants; and in which form a continuous integral connection of the materials of at least five layers, and wherein:
  • metals or alloys are used that are characterized by a stationary electrochemical potential in the range of contact with the first intended working medium from the electrochemical potential of complete passivation to the electrochemical potential of passivation;
  • metals or alloys are used that are characterized by a stationary electrochemical potential that is less than the value of the stationary electrochemical potential of neighboring odd layers under the same conditions when in contact with the intended first working medium;
  • metals or alloys are used that are characterized by stationary electrochemical potential in the range of contact with the proposed second working medium in the range from the electrochemical potential of complete passivation to the electrochemical potential of passivation;
  • the material of the even inner layer adjacent to the second outer layer, and the material of the even layers adjacent to the odd inner layers are used metal or alloys, characterized by stationary electrochemical potential in contact with the intended second working medium, exceeding the electrochemical potential of the metal or alloy of the second outer layer under the same conditions, and having a value in the range from the electrochemical potential of the complete passivation of the second outer material layer to the electrochemical potential of the passivation of the material of the second outer layer, and while having a lower hydrogen overvoltage than materials with settled odd layers,
  • metals or alloys as materials of even layers, which are additionally characterized by the formation of corrosion products having a volume greater than the volume of the metal or alloy in the layer before corrosion under contact with the intended working medium.
  • the invention upon receipt of a multilayer material for working under conditions of simultaneous two-sided contact with the first and second working media, it is possible to form a continuous one-piece connection of layer materials by connecting one of the outer layers of the first multilayer material adapted for working in two-way contact with the first working environment, with one of the outer layers of the second multilayer material, adapted to work in conditions of bilateral contact with the second work whose environment.
  • the outer layer of the obtained multilayer material with aluminum, preferably by explosive cladding, and to subsequently oxidize the obtained cladding layer, preferably by microarc oxidation.
  • multilayer materials in the form of sheets, plates, tapes, strips, corners, channels, I-beams, discs, rods of various profiles, pipes of various profiles, rings; products of the structural form of an open profile or a closed solid profile or hollow profile of design outlines.
  • Figure 2 schematic anodic and cathodic polarization curves of the outer main layer of the multilayer material according to the invention, for a variant of the outer layer in contact with an aggressive working medium, which contains aqueous solutions of alkalis, salts of acids or acids, the anions of which are oxidizing agents, and adjacent internal tread layer.
  • a multilayer material of increased corrosion resistance according to the invention can be obtained by the method according to the invention, in which a continuous one-piece connection is formed of basic and tread layers made of metals and / or their alloys having certain properties under conditions of contact with working media and placed one layer on top of the other .
  • Such compounds can be obtained using known technological methods, for example, according to the invention, by explosion welding and / or diffusion welding in vacuum, inert gases or in reducing gases; and / or high frequency welding; and / or rolling welding; and / or manual arc surfacing; and / or mechanized surfacing with a consumable electrode by a solid or cored wire in an inert gas medium and mixtures; and / or automatic argon-arc surfacing; and / or automatic surfacing with a tape electrode submerged arc; and / or automatic submerged arc welding; and / or automatic surfacing with flux-cored wire in an environment of active or inert gases and in mixtures thereof; and / or automatic surfacing with self-shielding flux-cored wire or tape; and / or electroslag surfacing; and / or plasma surfacing with solid wire or powder; and / or gas surfacing; and / or surfacing with induction heating.
  • the multilayer material can be formed in the form of a finished product, for example, pipe, disk, products of complex spatial configuration, products of various profiles, solid or hollow. If necessary, the formed product from a multilayer material, for example, a plate, strip, sheet, pipe, can be subjected to cold or hot rolling to obtain the desired parameters.
  • the invention it is possible to additionally clad the outer layer of the obtained multilayer material with aluminum, preferably by explosive cladding, and to subsequently oxidize the obtained clad layer, preferably by microarc oxidation.
  • materials or alloys having according to The invention certain characteristics of their electrochemical interaction with the intended working medium in contact with it, causing a passive or active state of the materials of the layers of the multilayer material.
  • various materials are used to produce layers of multilayer materials alloys.
  • FIG. 1 and 2 show schematic anodic Ai and cathodic polarization curves Ki of one corrosion-resistant metal material 1 (metal or alloy) and anodic A 2 and cathodic K 2 polarization curves of another metal material 2 (metal or alloy) having low corrosion resistance, upon contact with a working medium that contains aqueous solutions of alkalis, salts of acids or acids, the anions of which are not oxidizing agents (Fig. 1), and with a working medium that contains aqueous solutions of alkalis, salts of acids or acids, and whose nions are oxidizing agents (Figure 2) In this case, the dependences of the electrochemical potential of materials 1 and 2 on the polarization current density i are shown.
  • the density of the anodic polarization current decreases, the electrochemical potential of material 1 gradually increases, reaching the value of the electrochemical potential of complete passivity ⁇ ⁇ ⁇ I (elastroschemal overtell).
  • the electrochemical potential of material 1 grows in magnitude in the range from the electrochemical potential of complete passivity E OP I to the electrochemical potential of passivation E PRP1 (electronic thermal transfer reaction).
  • the state of the material 1 is characterized as passive.
  • the larger the range between E O PI and Ep R p 1 and the smaller the polarization current density the greater the corrosion resistance of material 1 in the working medium.
  • corrosion-resistant material 1 With the further interaction of the corrosion-resistant material 1 with the working medium, corrosion begins in the material with the formation of pitting corrosion centers, for example, due to the heterogeneity of the formed protective oxide film or surface heterogeneity of the material 1, and the electrochemical potential of the material 1 increases by more than Ep R p 1 .
  • the state of material 1 at the intersection of the anodic A 1 and cathodic K 1 polarization curves is estimated to be stationary with respect to the dissolution of the material as the anode and as the cathode on which the reduction reactions take place, and is characterized by the value of the stationary electrochemical potential Es P1 in the working medium and the corresponding the value of the minimum possible current of corrosion.
  • E> Espi in the corrosion-resistant material 1 the processes of dissolution of the material in the pitting centers begin to gradually prevail, and at values of E ⁇ Es P1 , the processes of oxygen or hydrogen reduction on the material 1 prevail.
  • FIG. 2 The nature of the anodic A 2 and cathode K 2 polarization curves of material 2 (FIG. 2), which has corrosion resistance above material 1, shows that material 2 is in an unchanged state, and material 1 is in a passive state and is characterized by a potential whose value is a point the intersection of the cathode curve K 2 and the anode curve A 1 (Esp 12 ).
  • the problem of maintaining structural corrosion-resistant materials for a long period in a state of poorly developing pitting corrosion by creating multilayer materials containing basic layers of materials characterized by an equilibrium state is solved in general condition - the passivity of the material, supported by exposure to the materials of the main layers of the products of dissolution of the tread layers and ensuring the flow of corrosion current in a certain predetermined direction.
  • FIG. 1 and 2 illustrate the processes of the influence of the tread layers of material 2 on materials I of the main structural layers.
  • the main layers of the multilayer material according to the invention are made of different materials, the corrosion resistance of which as a separate material is not very high, but in combination with the electrochemical activity of the inner adjacent tread layers allows maintain the basic layers in a state of a given degree of passivity.
  • the material of the outer base layer in contact with the working medium is selected so that, under the conditions of interaction of this material with the working medium, the stationary potential of the material E SPI of this layer lies in the passivity region of this material, i.e., the stationary potential of the material 1 EsP 1 satisfy the inequality E OP ⁇ E SP ⁇ E PPP
  • a material characterized by a lower stationary potential than material 1 was chosen: Esp 2 ⁇ Espi (curves A 2 and K 2 in Fig. 1).
  • Esp 2 ⁇ Espi curves A 2 and K 2 in Fig. 1
  • the electrochemical potential of the material 2 remains higher than the potential of the material 1, which in the contact area of the materials 1 and 2 in the pitting channels ensures the direction of the corrosion current to the material 2, while protecting the material 1.
  • the inner tread layer becomes an anode and begins to dissolve, and neighboring main layers become cathodes.
  • the material begins to corrosive * 2 s & total dirt, with dissolution of material 2 and oxygen reduction on the boundary surface of material 1.
  • a film of oxide compounds is formed in the boundary surfaces of material 1 , slowing down the pitting process in the material 1 of the main layer, decreases the rate of flow of the working medium through the pitting channels and the process dissolution of material 2 slows down.
  • the reaction can proceed up to the complete dissolution of the material of the inner tread layer.
  • the cathodic polarization curve K 1 of material 1 is first shifted to the position of the K 1 * curve with the formation of the region of equilibrium processes in the presence of weakly developing pitting centers (region ⁇ SP I *), and then, as the protective oxide film is strengthened, it is shifted to the position of the K 1 curve **, which actually slows down the processes of chemical interaction of the material 1 with the working medium, which also leads to an increase in corrosion resistance.
  • the corrosion products of which have a larger volume than the volume of the material in the corrosion center gradually slag, and the pitting corrosion process slows down.
  • This technique is not sufficient to significantly increase the corrosion resistance, however, according to the invention, it can serve as an additional technique for increasing the corrosion resistance of the multilayer material.
  • the material 1 of the outer base layer is selected from materials in which, when interacting with the selected aggressive medium, a protective oxide film is formed, and the stationary potential of material 1 lies in the passivity region of this material, i.e., the stationary potential of material 1 satisfies inequality E OP I ⁇ E SPI ⁇ EpRp 1 .
  • Material 2 is selected in such a way that the value of its stationary electrochemical potential Esr in contact with the intended working medium is in the range from the electrochemical potential of complete passivation of material 1 to the electrochemical potential of passivation of material 1: E O PI ⁇ Esp ⁇ ⁇ EpRp 1 , while stationary the electrochemical potential of Esp 2 fi ⁇ is more R higher than that of material 1; Es P2 > ⁇ SRI -.
  • the protective torsion ⁇ must be: have a hydrogen overvoltage less than material 1. In this case, all the material 1 of the main layer becomes the anode, and the material 2 of the inner tread layer becomes the cathode. Material 2 dissolves.
  • Reactions flowing on the 2nd layer is characterized by the curve K 2 , which intersects the anodic polarization curve A 1 at the point corresponding to the stationary electrochemical potential E SP12 of material systems 1 and 2 in material 2 in the zone of contact with the pitting channel of material 1.
  • This value should be in the range of E OPI values - Ep R p 1 of the material of the 1st layer, in this case, the material 1 returns to the passive state.
  • materials of the third and subsequent odd main layers materials identical to material 1 can be used.
  • the third layer will interact with the working medium only when the area of general corrosion of the previous tread layer reaches a significant size. Then the third layer becomes the second anode and in accordance with the polarization diagram shown in FIG. 2, and will be in a passive state. The reaction rate will be small, because the process is limited by the chemical stage of dissolution of the passive film. On the third layer, the same reactions proceed as on the first. With the formation of through channels of the pitting in the third layer, the process of corrosion of the fourth layer begins. This process is similar to the corrosion process of the second tread layer, that is, the fourth layer is a tread for both the third and fifth layers. The corrosion process in subsequent layers is also similar to the process in the first three layers.
  • the time of the corrosion process to reach the center of corrosion of the central part of the multilayer material on each side of the material is estimated. If the estimated corrosion time is equal on each side, a continuous one-piece connection is made between one of the surface layers of a multilayer material adapted to work in contact with a working medium containing aqueous solutions of alkalis, salts of acids or acids, the anions of which are not oxidizing agents, and one of the surface layers of a multilayer material according to the invention, adapted to work in contact with a working medium containing aqueous solutions of alkalis, salts of acids or acids, whose ions are oxidizing agents.
  • an intermediate layer similar to the even layer described in the first case is established between the layers to be joined, and if the propagation time there is more corrosion process from the side of this medium than from the opposite side, an intermediate layer similar to the even layer considered in the second case is used as a tread layer .
  • the multilayer material can be formed in the form of a finished product, for example, pipe, disk, products of complex spatial configuration, products of various profiles, solid or hollow. If necessary, the formed product from a multilayer material, for example, a plate, strip, sheet, pipe, can be subjected to cold or hot rolling to obtain the desired parameters.
  • the outer layer of the obtained multilayer material with aluminum, preferably by explosive cladding, and to subsequently oxidize the obtained clad layer, preferably by microarc oxidation.
  • the following are examples that illustrate the tests carried out on various variants of a multilayer material of increased corrosion resistance according to the invention obtained by methods for producing multilayer materials according to the invention.
  • the elemental composition of the used layer materials is given in table. 1-6.
  • the multilayer materials according to the invention were subjected to continuous exposure to working media.
  • the corrosion resistance C * of the multilayer material according to the invention was evaluated by the length of the period before the occurrence of corrosion centers, the presence, nature and rate of development of corrosion centers in each layer, in comparison with the corrosion resistance Q of the material of the outer main layer under conditions of contact with the same working medium.
  • non-contact control methods can be used, for example, holographic interferometry or ultrasonic flaw detection.
  • the multilayer material according to the invention was made for operation under conditions of one-sided contact with a working medium containing a 1% aqueous solution of sodium chloride, while as a material of the first outer main layer in contact with the working medium and the third outer main layer in contact with ordinary environment, corrosion-resistant steel A was chosen, the elemental composition of which is shown in Table L, which has in this working medium an electrochemical stationary potential E S P A - + 0.2V.
  • Three-layer billets of composition ABA with dimensions 100x1500x6000 mm and a thickness of a layer of corrosion-resistant steel A of 10 mm on each side and carbon steel B with a thickness of 80 mm according to the invention were obtained by explosion welding.
  • the billets were welded in two technological operations, welding one layer of corrosion-resistant steel A on one side of one layer of carbon steel B.
  • Welding was performed at a gap between sheets of 3-7 mm with an explosive detonation velocity of 2500-2900 m / s and a mass velocity of 350 -440 m / s.
  • the layers of the three-layer material are firmly connected, the presence of zones of intermediate composition and delamination was not detected.
  • Samples in the form of plates made of sheets made of a three-layer material were tested under conditions of contact of the outer layer with the specified medium - 1% aqueous solution of sodium chloride for a long period of time - 4350 hours.
  • the condition of materials A was monitored for the first outer layer in contact with the working medium, the second inner layer B and the third outer layer A facing the normal environment.
  • corrosion centers and the resulting corrosion products of materials A and the internal boundary surfaces of the layers of materials A and B were studied at various temperatures of the working medium in the range from +5 0 C to +220 0 C.
  • Corrosion resistance of a three-layer material in the specified environment compared with the corrosion resistance of a similar single-layer material A of the same thickness higher by 3.0-5.5 times depending on the temperature of the working environment. Larger values for increasing corrosion resistance correspond to higher ambient temperatures.
  • the multilayer material according to the invention was made for operation under conditions of unilateral contact with a working medium containing a 5% aqueous solution of potassium sulfate at a temperature of +5 to +220 0 C, made three-layer, while the outer main layers were made of material D and connected to the inner tread layer C of low alloy steel using mechanized surfacing with a consumable electrode in an inert gas environment and mixtures.
  • the composition of the deposited outer main layers corresponds to the composition of the consumable electrode used in surfacing - material D.
  • the stationary potential of corrosion-resistant steel D in the specified working medium ⁇ S ⁇ D +0.22 V.
  • Surfacing of the outer main layers D was carried out in the lower spatial position by an electrode with a diameter of 2.0 mm in two steps, with a blanking of the workpiece by 180 °, in the following mode: value of the surfacing current 280-320 A; surfacing voltage value 26-32 V; electrode overhang 12-16 mm; shielding gas (argon) flow rate 14-18 l / min.
  • a local heating of the inner tread layer C with a gas burner was carried out to a temperature of 550 + 50 0 C.
  • the thickness of each of the deposited layers D after additional finishing milling with removal of 2.0 mm allowance was 5.0 mm with a thickness of 20.0 mm of the tread layer steel C.
  • Overall dimensions of the obtained plates of a three-layer material DCD - 30x400 ⁇ 1000 mm.
  • the material according to the invention was made for operation under conditions of one-sided contact with a working medium containing a 5% aqueous solution of sulfuric acid at a temperature of +5 to +80 0 C, made three-layer, while the outer main layers were made of material P and connected with an inner tread layer of carbon structural steel of ordinary quality F.
  • Stationary potential of steel F in working environment E SPF -0.5 V.
  • a multilayer material was obtained by the method of manual arc welding of rods of material P with a diameter of 5.0 mm onto the surface of a sheet of steel F with dimensions 10x1500x3000 mm. Surfacing was carried out on both sides in the lower position with a tilting of the workpiece at 180 ° at. the following modes: surfacing current value 60-80 A; the deposition voltage is 22-24 V. The thickness of the deposition layer P is 3.0 mm on each side.
  • the corrosion resistance of a three-layer material P-F-P in the specified working environment compared with the corrosion resistance of a single-layer material P of a similar thickness is 2.0-2.3 times higher depending on the temperature of the working medium. Larger values for increasing corrosion resistance correspond to higher ambient temperatures.
  • the obtained three-layer material P-F-P also has a significantly higher mechanical strength compared to a single-layer material P with a thickness of 16.0 mm.
  • Example 4 The multilayer material according to the invention was made for operation under conditions of one-sided contact with a working medium containing a 5% aqueous hydrochloric acid solution at a temperature of +5 to +150 0 C in the presence of atmospheric oxygen, made three-layer, while both outer main layers were made of material Q and connected to the inner tread layer of copper T.
  • the multilayer material was made according to the following flow chart.
  • explosion welding was carried out according to the regime: the detonation speed of an explosive was 2500-2900 m / s, the gap between sheets was 2.0-4.0 mm, and the mass velocity was 320-360 m / s.
  • QT bimetallic billets were made from sheets with dimensions 3x1000x2000 mm and a thickness of 1.0 mm of the Q layer. Then, the obtained bimetallic billets were heated to a temperature of 500-540 0 C, both bimetallic sheets from QT material were placed with a copper layer T inside and rolled together with compression one hundred%.
  • the corrosion resistance of a three-layer material Q-T-Q in the specified working environment compared with the corrosion resistance of a single-layer material Q 3.0 mm thick is 7.0-9.5 times higher depending on the temperature of the working medium. Larger values for increasing corrosion resistance correspond to higher ambient temperatures.
  • the multilayer material according to the invention was made for use under conditions of bilateral contact with a working medium containing a 20% solution of potassium nitrate at a temperature of +5 to +150 0 C, made five-layer, while the odd main layers were made of material G, even tread layers were made of brass S.
  • a method for producing a multilayer material included manual argon-arc surfacing with a non-consumable electrode and diffusion welding in vacuum.
  • the deposited brass layers S were interconnected by diffusion welding in vacuum with the following parameters: temperature 650 + 20 0 C, contact pressure 1.0-1.2 MPa, residual pressure 1, OxIO "4 mm Hg, time welding 1.5-2 hours.
  • the final overall dimensions of the resulting workpieces were 7x200x600 mm.
  • the production of five-layer materials of the composition G-S-G-S-G by the method according to the invention provides high corrosion resistance in said material.
  • Example 6 The multilayer material according to the invention was made for operation under bilateral contact with a working medium containing a 50% solution of nitric acid at a temperature of +5 to +110 0 C, made three-layer, while the odd main layers were made of stainless steel H, an even tread the layer was made of aluminum R.
  • the stationary potential of the material H of the odd layer is E S ⁇ - +0.2 V and ranges from the electrochemical potential of complete passivation ⁇ ⁇ ⁇ +0.1 V to the electrochemical potential of passivation ⁇ - +0.35 V.
  • the stationary potential of the material R in the working environment E SPR +0.25 V.
  • Two bimetallic billets HR dimensions of 2 * 1000x2000 mm with a thickness of 1.0 mm layer R on a layer of corrosion-resistant steel H were obtained by aronodug surfacing with the following parameters: diameter of the welding wire 1.6 mm, the magnitude of the welding current 180-260 A, the magnitude of the welding voltage 24-28 V, shielding gas flow rate 15-20 l / min.
  • Bimetallic billets were placed with an aluminum layer inside and jointly rolled with a compression of 100%. In the process of corrosion development, when the working medium reaches the tread even layer, aluminum R dissolves through the stage of formation of the passive oxide film and hydrogen is released on the steel layer H.
  • the method for producing three-layer materials H-R-H according to the invention provides a material having high corrosion resistance, high mechanical characteristics due to the small heat affected zone during surfacing and high strength and uniformity of the even layer structure.
  • the corrosion resistance of a multilayer material in a working medium increases by 5.0–7.0 times depending on the temperature of the working medium. Large values of increasing corrosion resistance correspond to a higher temperature of the medium.
  • the material according to the invention made in five layers, is intended for use in contact with a 50% solution of nitric acid on the one hand (the medium contains anions that are oxidizing agents) and a 1% aqueous solution of sodium chloride on the other hand (the medium does not contain anions, being oxidizing agents).
  • an aluminum alloy R having a station potential potential in this medium E S P R ⁇ + 0.2 V.
  • the outer fifth layer in contact with a 1% aqueous solution of sodium chloride is similar in composition to the odd first and third layer.
  • the stationary potential of corrosion-resistant steel M E S PM +0.18 V.
  • the fourth layer located on the side of the sodium chloride solution, is made of carbon structural steel N.
  • the method of producing a multilayer material included argon-arc welding of a layer R on corrosion-resistant steel M of the first and third layers, explosion welding of corrosion-resistant steel M and steel N between the third, fourth and fifth layers, rolling with 100% compression.
  • Billets for the third, fourth and fifth layers of the composition M-N-M with dimensions of 100x1500x6000 mm and a thickness of a layer of corrosion-resistant steel M of 10 mm on each side were obtained by explosion welding.
  • the billets were welded in two technological operations, weld at the reception of one layer of corrosion-resistant steel M from one side of the layer of carbon steel N.
  • An exemplary mode of explosion welding of a layer of corrosion-resistant steel M with a layer of steel N was as follows: the detonation speed of an explosive was 2600-2800 m / s, the gap between sheets was 4-8 mm, and the mass velocity was 360-420 m / s.
  • the material of the second layer R was deposited with a thickness of 2.0 mm on each side.
  • the approximate mode of argon-arc deposition of the R layer with corrosion-resistant steel was as follows: diameter of the welding wire 1.6 mm, deposition current value 180-260 A, deposition voltage value 24-28 V, shielding gas flow rate 15-20 l / min.
  • the bimetallic billets were placed with a layer of deposited aluminum alloy inside and jointly rolled with a compression of 100%.
  • the R alloy dissolves and hydrogen is released on the M alloy layer.
  • the N alloy dissolves and hydrogen evolution or oxygen reduction to form a passive film on alloy M.
  • the preparation of five-layer materials of the composition M-R-M-N-M by the method according to the invention which provides continuous one-piece bonding of layers of certain materials having the desired chemical and electrochemical activity, provides high corrosion resistance, high mechanical characteristics, a small heat-affected zone during aluminum surfacing and uniformity of its structure.
  • the corrosion resistance of a multilayer material in a given medium compared with a material M of a similar thickness under the same conditions increases by 15.0–20.0 times.
  • the multilayer materials according to the invention obtained by the methods according to the invention for operation under unilateral or bilateral contact with certain working media, during operational tests are characterized by corrosion resistance significantly exceeding the corrosion resistance of single-layer materials of the same thickness made of one material.
  • the manufacture of multilayer materials according to the invention using as layers of materials providing specified electrochemical and chemical activity under conditions of contact with a certain working medium, allows the formation of structural materials having high corrosion resistance at relatively small thicknesses of the layers and the material as a whole, with using economically feasible combinations of materials of the main and tread layers.
  • improvements and improvements can be made that are not beyond the scope of the invention.
  • Multilayer materials of increased corrosion resistance according to the invention can be obtained by the methods according to the invention using well-known technologies and equipment, while depending on the requirements for the properties of the materials of structural layers made for use in a specific aggressive environment, multilayer materials can have different composition different alternation. At the same time, the cost of the material providing the specified corrosion resistance is important.
  • the multilayer materials according to the invention can be used in various industries.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение касается разработки вариантов конструкционных многослойных материалов повышенной коррозионной стойкости, содержащих последовательно соединенные наружные основные слои, непосредственно контактирующие с рабочими агрессивными средами с одной или двух сторон многослойного материала, и размещенные между ними чередующиеся внутренние основные и внутренние протекторные слои. При этом основные слои выполняют из металлических материалов, характеризующихся в течение длительного времени состоянием пассивности с последующим развитием в них коррозия питтингового типа, а внутренние протекторные слои, контактирующие с рабочей агрессивной средой по мере развития глубоких очагов питтинговой коррозии в предыдущих наружных и внутренних основных слоях, характеризуются развитием общей коррозии и оказывают протекторное действие в отношении наружных и внутренних основных слоев. Предложены способы получения таких материалов.

Description

Многослойный материал повышенной коррозионной стойкости (варианты) и способы его получения
Область техники
Изобретение относится к области электрохимии, материаловедения и металлургии, а именно, - к конструкционным материалам, обладающим высокой коррозионной стойкостью и высокими механическими свойствами, в частности, к металлическим многослойным конструкционным материалам и способам их получения.
Предществующий уровень техники
До настоящего времени решение задачи повышения коррозионной стойкости металлических конструкционных материалов было основано на разработке дорогостоящих однослойных конструкционных материалов или многослойных материалов с использованием в качестве слоев, составляющих этот материал, металлов и их сплавов, обладающих высокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах. При этом в качестве рабочей среды рассматривали абстрактную агрессивную среду без учета степени ее агрессивности и состава, а не конкретную среду, в которой этот материал будет использован при одностороннем или двухстороннем контакте. Однако учет свойств среды при выборе составляющих многослойного материала позволяет проводить оптимизацию выбора составляющих многослойного материала.
Известен способ получения многослойного материала и многослойный материал, изготовленный сваркой взрывом, по меньшей мере, двух плакирующих слоев, и промежуточного и заднего слоев. (US^ 5 323 955* Al). Два плакирующих слоя выбирают из груням материалов с высокой коррозионной стойкостью, включающей Mo, W, Re, Ru, Pa, Pt, Au, Ag и их сплавы. Промежуточный слой изготавливают из материала, выбранного из группы, включающей медь, серебро, тантал и сплавы никеля. Задний слой изготавливают из материала, выбранного из группы, включающей низколегированную сталь, нержавеющую сталь, никель, медь, алюминий, титан и их сплавы.
Также известен трехслойный металлический материал, полученный сваркой взрывом трех слоев: первого слоя из стали, второго слоя из никеля и меди, включающего медь от 65% до- 75% и- никель от 35% до 25%, » ело* титана, прилегающего- к слою- иs никеля и меди. (US, 5 190 831, Al).
Также известен многослойный материал (US,, 4 839 242,, Al),, который включает ^шовной елей из стали-, €лβй иа никеля т&t никелевого- сн-лава-, который приварен к основному слою, слой из низкоуглеродистого сплава на основе железа, который содержит не более 0,01% углерода по весу и приварен к никелевому слою, и плакирующий слой из материала на основе титана, который приварен к слою из низкоуглеродистого сплава на основе железа.
Также известны материалы из интерметаллических соединений, включающие опорный слой из нержавеющей мартенситной стали, имеющей твердость по Виккерсу 400 МПа или 400 HV и более, плакированный, например, слоем из титана или слоем из сплава титана через промежуточный слой, который выполнен, например, из материала, выбранного из группы, включающей никель, железо, сплавы меди с никелем, и способ получения этих материалов (US, 6 194 088, Al). При этом на опорный слой может быть нанесена плакировка в виде жесткой пленки, верхняя поверхность которой является наружным слоем интерметаллического соединения, состоящего из соединений, выбранных из группы, включающей Ti-Ni интерметаллическое соединение, Ti-Fe интерметаллическое соединение, смесь Ti-Ni интерметаллического соединения и Ti-Cu интерметаллического соединения. Кроме того, плакировка может состоять из нескольких слоев. Например, плакировка может иметь внутренний слой из ТiFег и внешний слой из TiFe, или иметь внутренний слой из TiC, а внешний - из TiFe, или иметь нижний слой из TiNi и внешний слой из ТiNiз, или иметь нижний слой из TiNi, и внешний слой - из TiCu. При этом осуществляют упрочнение указанного материала закалкой до твердости нержавеющей стали и при этом формируют жесткую пленку, выполненную из интерметаллического соединения титана. Процедура закаливания включает нагревание композиции до температуры от 9000C до 11500C в течение от 30 секунд до 5 минут с последующим охлаждением со скоростью l°C/ceк или более.
Также известен способ производства трехслойных полос* преимущественно в рулонах, с основным слоем из углеродистой стали и двусторонней плакировкой основного слоя коррозионно-стойкими сплавами из сталей аустенитного класса (SU, 1447612, Al). Щт этом наплавкой или еваркой взрывом получают трехслойную- заготовку, аг затем осуществляют горячую прокатку этой заготовки при температуре 910 - 9500C с последующим ее охлаждением со скоростью W- ϊϋ& град/с.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является материал, полученный соединением холодной прокаткой листов из ферритнои нержавеющей стали или аустенитной нержавеющей стали на листе из низкоуглеродистой стали (JP, 6293978, В). При этом поверхностный слой нержавеющей стали покрывают слоем олова или сплавом олова со свинцом толщиной 0,l-10,0мкм. Возникающая в процессе эксплуатации в атмосфере солевой среды питтинговая коррозия нержавеющей стали подавляется и задерживается электрохимической коррозией наружных протекторов за счет электрической емкости олова или сплава олова и свинца. Протекторные слои указанного состава технологически не могут быть использованы для защиты других металлических материалов и сплавов, например никелевых или титановых сплавов, что обусловлено низкой адгезией к ним олова и свинца.
Однако указанные выше технические решения разработаны без учета свойств рабочих сред, в контакте с которыми эксплуатируется полученный многослойный материал, что не позволяет оптимально использовать свойства материалов слоев, составляющих многослойный материал, например, для уменьшения его толщины, стоимости.
Раскрытие изобретения
Целью изобретения является создание конструкционного материала повышенной коррозионной стойкости, приспособленного для работы в условиях одностороннего или двухстороннего контакта с агрессивными средами одинаковой или различной активности.
При создании изобретения была поставлена задача разработки материала повышенной коррозионной стойкости, имеющего многослойную структуру, содержащую последовательно соединенные наружные основные слои и размещенные между ними чередующиеся внутренние основные и внутренние протекторные слои, в котором наружные основные слои, непосредственно контактирующие с агрессивной средой с одной или двух сторон материала, и внутренние основные слои находились бы длительное время в состоянии пассивности, а развивающаяся в них коррозия была бы коррозией пятгангового- типа, ъ внутренние- протекторные слои, кøетмсrируюпще- « рабочей агрессивной средой по мере развития глубоких очагов питтинговой коррозии в предыдущих наружных и внутренних основных слоях, находились бы длительное" время в состоянии общей коррозии и при этом оказывали протекторное действие в отношении наружных и внутренних основных слоев. Также была поставлена задача разработки способов получения таких материалов.
Поставленная задача была решена разработкой варианта многослойного материала повышенной коррозионной стойкости согласно изобретению, содержащего размещенные один на другом и соединенные с помощью сплошного неразъемного соединения чередующиеся нечетные и четные слои, отличающегося тем, что материал приспособлен для работы в условиях одностороннего или двустороннего контакта с рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых не являются окислителями, и при этом имеет нечетные слои, являющиеся основными, и четные слои, являющиеся протекторными, и при этом содержит:
- нечетные наружные и внутренние слои, выполненные из металлов или сплавов, характеризующихся в условиях контакта с указанной рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации до электрохимического потенциала перепассивации,
- четные внутренние слои, выполненные из металлов или сплавов, характеризующихся в условиях контакта с указанной рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом, меньшим, чем стационарный электрохимический потенциал соседних нечётных слоев в тех же условиях.
Кроме того, поставленная задача была решена разработкой варианта многослойного материала повышенной коррозионной стойкости согласно изобретению, содержащего размещенные один на другом и соединенные с помощью сплошного неразъемного соединения чередующиеся нечетные и четные слои, отличающегося тем, что материал приспособлен для работы в условиях одностороннего или двустороннего контакта с рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых являются окислителями, и при этом имеет нечетные слои, являющиеся основными, и четные слои, являющиеся протекторными, и при этом содержит: — нечетные наружные и внутренние -елβиμ, выполненные из металлов или сплавов, характеризующихся в условиях контакта с указанной рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации до электрохимического потенциала перепассивации,
- четные внутренние протекторные слои, выполненные из металлов или сплавов, характеризующихся в условиях контакта с указанной рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом, превышающим электрохимический потенциал металла или сплава наружного слоя в таких же условиях и имеющим величину в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации материала наружного слоя до электрохимического потенциала перепассивации материала наружного слоя, и при этом обладающих меньшим водородным перенапряжением, чем материалы соседних нечетных слоев.
Кроме того, поставленная задача была решена разработкой варианта многослойного материала повышенной коррозионной стойкости согласно изобретению, содержащего чередующиеся нечетные и четные слои, соединенные с помощью сплошного неразъемного соединения, отличающегося тем, что материал приспособлен для работы в условиях одновременного контакта первого нечетного наружного слоя с первой рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых не являются окислителями, и контакта второго нечетного наружного слоя со второй рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых являются окислителями, и при этом имеет нечетные слои, являющиеся основными, и четные слои, являющиеся протекторными, и при этом содержит:
- первый нечетный наружный слой и ближайший к нему нечетный внутренний слой, выполненные из металлов или сплавов, характеризующихся в условиях контакта с предполагаемой первой рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации до электрохимического потенциала перепассивации;
- четный внутренний слой, прилегающий к первому нечетному наружному слою, выполненный из металлов или сплавов, характеризующихся в условиях контакта с первой предполагаемой рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом-, меньший, чем- стационарный электрохимический потенциала соседних нечётных слоев в тех же условиях;
- второй нечетный наружный слой и ближайший к нему нечетный внутренний слой, выполненные из металлов или сплавов, характеризующихся в условиях контакта с предполагаемой второй рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации до электрохимического потенциала перепассивации;
- чётный внутренний слой, прилегающий ко второму нечетному наружному слою, и других четные слои, прилегающие к нечетным внутренним слоям, выполненные из металлов или сплавов, характеризующихся в условиях контакта со второй предполагаемой рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом, превышающим электрохимический потенциал металла или сплава второго наружного слоя в таких же условиях и имеющим величину в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации материала второго наружного слоя до электрохимического потенциала перепассивации материала второго наружного слоя, и при этом обладающих меньшим водородным перенапряжением, чем материалы соседних нечетных слоев.
При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы многослойные материалы на наружном слое дополнительно содержали плакирующий слой оксидированного алюминия.
При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы многослойные материалы согласно изобретению были изготовлены в форме листов, пластин, лент, полос, уголков, швеллеров, двутавров, дисков, стержней различного профиля, труб различного профиля, колец; изделий конструктивной формы открытого профиля или замкнутого сплошного профиля или полого профиля проектных очертаний.
Поставленная задача была решена также разработкой способа получения многослойного материала повышенной коррозионной стойкости согласно изобретению,, включающего формирование сплошного неразъёмного соединения слоев, выполненных из металлов и/нл» их енлавов и- размещенных един- с лей- на- другом-, ^шичающеrøся тем, что способ приспособлен для получения многослойного материала, обладающего повышенной коррозионной стойкостью в условиях одностороннего или двустороннего контакта с рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анноны которых не являются окислителями, при этом:
- в качестве материала нечётных слоев используют металлы или сплавы, характеризующиеся в условиях контакта с предполагаемой рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации до электрохимического потенциала перепассивации;
- в качестве материала чётных слоев используют металлы или сплавы, характеризующиеся в условиях контакта с указанной рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом, меньшим, чем стационарный электрохимический потенциал соседних нечётных слоев в таких же условиях.
Кроме того, поставленная задача была решена созданием способа получения многослойного материала повышенной коррозионной стойкости согласно изобретению, включающего формирование сплошного неразъёмного соединения слоев, выполненных из металлов и/или их сплавов и размещенных один слой на другом, отличающегося тем, что способ приспособлен для получения многослойного материала, обладающего повышенной коррозионной стойкостью в условиях одностороннего или двустороннего контакта с рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых являются окислителями, и при этом:
- в качестве материала нечётных наружного и внутренних слоев используют металлы или сплавы, характеризующиеся в условиях о контакта с предполагаемой рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации до электрохимического потенциала перепассивации;
- в качестве материала четных внутренних слоев используют металлы или сплавы, характеризующиеся в условиях контакта с указанной рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом, превышающим электрохимический потенциал металла или сплава наружного слоя в таких же условиях и имеющим величину в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации материала наружного слоя до электрохимического потенциала перепаееиващда материал* наружного слоя-, и щт этом- обладающие меньшие водородным перенапряжением, чем материалы нечетных слоев. Кроме того, поставленная задача была решена созданием способа получения многослойного материала повышенной коррозионной стойкости согласно изобретению, включающего формирование сплошного неразъёмного соединения слоев, выполненных из металлов и/или их сплавов и размещенных один слой на другом, отличающегося тем, что способ приспособлен для получения многослойного материала, обладающего повышенной коррозионной стойкостью в условиях одновременного контакта первого наружного слоя с первой рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых не являются окислителями, и контакта второго наружного слоя со второй рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых являются окислителями; и в котором формируют сплошное неразъемное соединение материалов, по меньшей мере, пяти слоев, и при этом:
- в качестве материала первого наружного слоя используют металлы или сплавы, характеризующиеся в условиях контакта с первой предполагаемой рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации до электрохимического потенциала перепассивации;
- в качестве материала четного внутреннего слоя, прилегающего к первому наружному слою, используют металлы или сплавы, характеризующиеся в условиях контакта с предполагаемой первой рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом, меньшим, чем величина стационарного электрохимического потенциала соседних нечётных слоев в тех же условиях;
- в качестве материала второго наружного слоя используют металлы или сплавы, характеризующиеся в условиях контакта с предполагаемой второй рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации до электрохимического потенциала перепассивации;
- в качестве материала чётного внутреннего слоя, прилегающего ко второму наружному слою, и материала четных слоев, прилегающих к нечетным внутренним слоям-, используют металла или- сплавы-, характеризующиеся в условиях контакта с предполагаемой второй рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом, превышающим электрохимический потенциал металла или сплава второго наружного слоя в таких же условиях, и имеющим величину в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации материала второго наружного слоя до электрохимического потенциала перепассивации материала второго наружного слоя, и при этом обладающие меньшим водородным перенапряжением, чем материалы соседних нечетных слоев,
При этом, согласно изобретению, целесообразно в качестве материалов четных слоев использовать металлы или сплавы, дополнительно характеризующиеся в условиях контакта с предполагаемой рабочей средой образованием продуктов коррозии, имеющих объем больше, чем объем металла или сплава в слое до коррозии.
При этом, согласно изобретению, при получении многослойного материала для работы в условиях одновременного двухстороннего контакта с первой и второй рабочими средами возможно формировать сплошное неразъемное соединение материалов слоев путем соединения одного из наружных слоев первого многослойного материала, приспособленного для работы в условиях двухстороннего контакта с первой рабочей средой, с одним из наружных слоев второго многослойного материала, приспособленного для работы в условиях двухстороннего контакта со второй рабочей средой.
При этом, согласно изобретению, возможно формировать указанное сплошное неразъемное соединение указанных четных и нечетных слоев с помощью сварки взрывом и/или диффузионной сварки в вакууме, в инертных газах или в восстановительных газах; и/или высокочастотной сварки; и/или сварки прокаткой; и/или ручной дуговой наплавки; и/или механизированной наплавки плавящимся электродом сплошной или порошковой проволокой в среде инертных газов и смесях; и/или автоматической аргонодуговой наплавки; и/или автоматической наплавки ленточным электродом под флюсом; и/или автоматической наплавки проволочным электродом под флюсом; и/или автоматической наплавки порошковой проволокой в среде активных или инертных газов и в их смесях; и/или автоматической наплавки самозащитной порошковой проволокой или лентой; и/или эяектрошлаковой- наплавки; и/или- плазменной- наплавки проволокой сплошного сечения или порошком; и/или газовой наплавки; и/или наплавки с индукционным нагревом.
При этом, согласно изобретению, возможно дополнительно наружный слой полученного многослойного материала плакировать алюминием, предпочтительно, с помощью взрывного плакирования, и производить последующее оксидирование полученного плакирующего слоя, предпочтительно, с помощью микродугового оксидирования.
При этом, согласно изобретению, возможно формирование многослойных материалов осуществлять в форме листов, пластин, лент, полос, уголков, швеллеров, двутавров, дисков, стержней различного профиля, труб различного профиля, колец; изделий конструктивной формы открытого профиля или замкнутого сплошного профиля или полого профиля проектных очертаний.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием вариантов многослойных материалов повышенной коррозионной стойкости согласно изобретению, примеров осуществления способа получения многослойных материалов согласно изобретению и прилагаемыми чертежами, на которых показаны:
Фиг.l - схематичные анодные и катодные поляризационные кривые наружного основного слоя многослойного материала согласно изобретению, для варианта наружного слоя, контактирующего с агрессивной рабочей средой, которая содержит водные растворы щелочей, солей кислот или кислоты, анионы которых не являются окислителями, и соседнего с ним внутреннего протекторного слоя;
Фиг.2 — схематичные анодные и катодные поляризационные кривые наружного основного слоя многослойного материала согласно изобретению, для варианта наружного слоя, контактирующего с агрессивной рабочей средой, которая содержит водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых являются окислителями, и соседнего с ним внутреннего протекторного слоя.
При этом приведенные ниже примеры не ограничивают возможностей осуществления изобретения и не выходят за рамки пунктов формулы изобретения. Наилучшие варианты осуществления изобретения Многослойный материал повышенной коррозионной стойкости согласно изобретению может быть получен способом согласно изобретению, в котором формируют последовательно сплошное неразъемное соединение основных и протекторных слоев, выполненных из металлов и/или их сплавов, имеющих определенные свойства в условиях контакта с рабочими средами и размещенных один слой на другом.
Такие соединения могут быть получены с помощью известных технологических приемов, например, согласно изобретению, с помощью сварки взрывом и/или диффузионной сварки в вакууме, в инертных газах или в восстановительных газах; и/или высокочастотной сварки; и/или сварки прокаткой; и/или ручной дуговой наплавки; и/или механизированной наплавки плавящимся электродом сплошной или порошковой проволокой в среде инертных газов и смесях; и/или автоматической аргонодуговой наплавки; и/или автоматической наплавки ленточным электродом под флюсом; и/или автоматической наплавки проволочным электродом под флюсом; и/или автоматической наплавки порошковой проволокой в среде активных или инертных газов и в их смесях; и/или автоматической наплавки самозащитной порошковой проволокой или лентой; и/или электрошлаковой наплавки; и/или плазменной наплавки проволокой сплошного сечения или порошком; и/или газовой наплавки; и/или наплавки с индукционным нагревом.
При этом, согласно изобретению, многослойный материал может быть сформирован в форме готового изделия, например, трубы, диска, изделий сложной пространственной конфигурации, изделий различного профиля, сплошных или полых. При необходимости сформированное изделие из многослойного материала, например, пластина, полоса, лист, труба, может быть подвергнута холодной или горячей прокатке для получения желаемых параметров.
Кроме того, согласно изобретению, возможно дополнительно наружный слой полученного многослойного материала плакировать алюминием, предпочтительно, с помощью взрывного плакирования, и производить последующее оксидирование полученного плакирующего слоя, предпочтительно, с помощью микродугового оксидирования.
В способе получения многослойных материалов повышенной коррозионной стойкости согласно изобретению используют материалы или сплавы, имеющие согласно изобретению определенные характеристики их электрохимического взаимодействия с предполагаемой рабочей средой при контакте с ней, обуславливающие пассивное или активное состояние материалов слоев многослойного материала. При этом, в зависимости от химической и электрохимической активности рабочей среды в условиях одностороннего или двухстороннего контакта с наружными поверхностями основных слоев и с внутренними протекторными и основными слоями, в том числе, в пограничных зонах между слоями, для изготовления слоев многослойных материалов используют различные материалы или сплавы.
Известно, что в различных материалах процесс коррозии протекает по-разному. В коррозионностойких материалах или сплавах коррозия начинается, в основном, с образованием очагов питтинговой коррозии. Однако возникновение даже незначительного количества локализованных поверхностных очагов питтинга приводит к нарушению сплошности поверхности конструкционного материала, к образованию каналов, открытых для проникновения в них рабочей среды, что приводит к развитию глубоких очагов коррозии и потере прочности материала, В материалах, обладающих низкой коррозионной стойкостью, развивается, как правило, коррозия общего типа, с разрушением массива материала и образованием различных продуктов коррозии.
На Фиг.l и 2 представлены схематичные анодная Ai и катодная поляризационные кривые Ki одного коррозионностойкого металлического материала 1 (металла или сплава) и анодная A2 и катодная K2 поляризационные кривые другого металлического материала 2 (металла или сплава), обладающего низкой коррозионной стойкостью, при их контакте с рабочей средой, которая содержит водные растворы щелочей, солей кислот или кислоты, анионы которых не являются окислителями (Фиг.l), и с рабочей средой, которая содержит водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых являются окислителями (Фиг.2) При этом показаны зависимости электрохимического потенциала материалов 1 и 2 от плотности поляризационного тока i.
Из анодной поляризационной кривой A1 (Фиг.l) видно, что в процессе длительного контакта с указанной средой материал 1 изменяет свое состояние, и, соответственно, изменяется его химическая и электрохимическая активность, характеризуемая электрохимическим потенциалом E в данной среде. Нри постепенном увеличении анодного потенциала материала 1, связанном с образованием оксидных соединений, плотность анодного тока i снижается. Электрохимический потенциал материала ϊ смещается в положительную сторону от значения электрохимического стационарного потенциала (еlесtrосhеmiсаl stаtiопаrу роtепtЫ) материала 1 EgP1** до EgP1. Таким образом, образованные соединения формируют защитную пленку, препятствующую коррозии материала 1. Во время образования оксидных соединений плотность анодного поляризационного тока падает, электрохимический потенциал материала 1 постепенно растет, достигая величины электрохимического потенциала полной пассивности ЕОРI (еlесtrосhеmiсаl оvеrаll роtепtiаl). В дальнейшем при практически неизменной плотности поляризационного тока электрохимический потенциал материала 1 растет по величине в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивности ЕОРI до электрохимического потенциала перепассивации EPRP1 (еlесtrосhеmiсаl роtепtiаl оf rераssivаtiоп). В указанном диапазоне состояние материала 1 характеризуется как пассивное. Чем больше диапазон между ЕОРI и EpRp1 и чем меньше при этом величина плотности поляризационного тока, тем большей коррозионной стойкостью обладает материал 1 в рабочей среде. При дальнейшем взаимодействии коррозионностойкого материала 1 с рабочей средой в материале начинается коррозия с образованием очагов питтинговой коррозии, например, вследствие неоднородности сформировавшейся защитной оксидной пленки или поверхностной неоднородности материала 1, и при этом электрохимический потенциал материала 1 увеличивается более EpRp1 .
Состояние материала 1 в точке пересечения анодной A1 и катодной K1 поляризационных кривых оценивается как стационарное в отношении процессов растворения материала в качестве анода и в качестве катода, на котором протекают реакции восстановления, и характеризуется величиной стационарного электрохимического потенциала EsP1 в рабочей среде и соответствующей ему величиной минимально возможного тока коррозии. При величинах E >Espi в коррозионностойком материале 1 начинают постепенно превалировать процессы растворения материала в очагах питтинга, а при величинах E< EsP1 превалируют процессы восстановления кислорода или водорода на материале 1. Таким образом, в зависимости от эффекта, который необходимо получить при эксплуатации материала 1 в указанных рабочих средах, для повышения коррозионной стойкости основных конструкционных слоев материала необходимо обеспечить гарантированное воздействие на него других протекторных слоев, обеспечивающих поддержание материала 1 в состоянии, близком к пассивному (Фиг. 2), предпочтительно, к стационарному состоянию, характеризуемому величиной электрохимического стационарного потенциала ЕSРЬ или в состоянии катода, на котором будут протекать реакции восстановления иона водорода или молекулы кислорода (Фиг. 1).
Характер анодных A2 и катодных K2 поляризационных кривых материала 2 (Фиг Л), обладающего невысокой коррозионной стойкостью, показывает, что материал 2 при взаимодействии с указанными средами не способен к пассивации, и превалирующими процессами являются процессы растворения материала 2, при этом при значительном градиенте поляризационного тока электрохимический потенциал материала 2 меняется медленнее.
Характер анодных A2 и катодных K2 поляризационных кривых материала 2 (Фиг,2), обладающего коррозионной стойкостью выше материала 1, показывает, что материал 2 находится в неизменном состоянии, а материал 1 находится в пассивном состоянии и характеризуется потенциалом, величина которого является точкой пересечения катодной кривой K2 и анодной кривой A1 (Esp12).
В процессе электрохимического взаимодействия материалов 1 и 2 с рабочей средой в зависимости от состава среды в приповерхностном слое происходит выделение водорода или восстановление кислорода. В присутствии восстановленного кислорода ток коррозии может быть обусловлен растворением материала 1 или 2 или пассивации материала за счет образования трудно растворимых химически инертных соединений, в присутствии атомарного водорода будут происходить процессы замедления коррозии за счет образования оксидных упрочняющих пленок, снижающих электрохимический потенциал материала в указанных рабочих средах.
Согласно изобретению, решена проблема поддержания конструкционных коррозионностойких материалов в течение длительного периода в состоянии слабо развивающейся питтинговой коррозии путем создания многослойных материалов, содержащих основные слои из материалов, характеризующихся равновесным состоянием при общем- состоянии- пассивности материала, поддерживаемым с помощью воздействия на материалы основных слоев продуктов растворения протекторных слоев и обеспечения протекания тока коррозии в определенном заданном направлении.
На Фиг. 1 и 2 проиллюстрированы процессы влияния протекторных слоев из материала 2 на материалы I основных конструкционных слоев. При этом в зависимости от того, содержит ли рабочая среда анионы, являющиеся окислителями, основные слои многослойного материала согласно изобретению выполнены из разных материалов, коррозионная стойкость которых в виде отдельного материала не является очень высокой, но в сочетании с электрохимической активностью внутренних соседних протекторных слоев позволяет поддерживать основные слои в состоянии заданной степени пассивности.
Так, согласно изобретению, материал наружного основного слоя, контактирующего с рабочей средой, выбирают таким образом, чтобы в условиях взаимодействия этого материала с рабочей средой стационарный потенциал материала ЕSРI этого слоя лежал в области пассивности этого материала, то есть стационарный потенциал материала 1 EsP1 удовлетворял неравенству ЕОР^ЕSР^ЕРRРЬ
В качестве материала 2 для многослойного материала согласно изобретению, приспособленного для эксплуатации в условиях взаимодействия с рабочей средой, содержащей анионы, не являющиеся окислителями, выбран материал, характеризующийся меньшим, чем у материала 1, стационарным потенциалом: Esp2<Espi (кривые A2 и K2 на Фиг. 1). Под воздействием процессов, протекающих в материале 2, электрохимический потенциал материала 2 остается более высоким, чем потенциал материала 1, что в области контакта материалов 1 и 2 в каналах питтинга обеспечивает направление тока коррозии к материалу 2, защищая при этом материал 1. Внутренний протекторный слой становится анодом и начинает растворяться, а соседние основные слои становятся катодами.
При достижении рабочей средой пограничной поверхности соседнего с ним внутреннего- нретектерноро- CЛΘ» начинается- квррозн* материала 2 s& общему тину, с растворением материала 2 и восстановлением кислорода на пограничной поверхности материала 1. При этом в пограничных поверхностях материала 1 образуется пленка из окисных соединений, замедляющая процесс питтингообразования в материале 1 основного слоя, снижается скорость поступления рабочей среды через питтинговые каналы и процесс растворения материале 2 замедляется. Реакция может протекать вплоть до полного растворения материала внутреннего протекторного слоя. Катодная поляризационная кривая K1 материала 1 смещается сначала до положения кривой K1* с образованием области равновесных процессов при наличии слабо развивающихся очагов питтинга (область ЕSРI*), а затем, по мере усиления защитной оксидной пленки, смещается в положение кривой K1**, что фактически замедляет процессы химического взаимодействия материала 1 с рабочей средой, что также приводит к повышению коррозионной стойкости.
Согласно изобретению, в случае использования в качестве основных слоев материала, продукты коррозии которого имеют больший объем, чем объем материала в очаге коррозии, происходит постепенное зашлаковывание питrинговых каналов, и процесс питтинговой коррозии замедляется. Этот прием недостаточен для значительного повышения коррозионной стойкости, однако, согласно изобретению, может служить дополнительным приемом для повышения коррозионной стойкости многослойного материала.
В качестве слоев многослойного материала согласно изобретению, приспособленного для эксплуатации в условиях взаимодействия с рабочей средой, содержащей анионы, являющиеся окислителями, используют разные материалы. Так же, как и в предыдущем случае, материал 1 наружного основного слоя выбирают из материалов, в которых при взаимодействии с выбранной агрессивной средой образуется защитная оксидная пленка, и стационарный потенциал материала 1 лежит в области пассивности этого материала, то есть стационарный потенциал материала 1 удовлетворяет неравенству EOPI< ESPI< EpRp1. Материал 2 выбирают таким образом, чтобы величина его стационарного электрохимического потенциала Еsрг в условиях контакта с предполагаемой рабочей средой находилась в интервале значений от электрохимического потенциала полной пассивации материала 1 до электрохимического потенциала перепассивации материала 1: EOPI< Espг< EpRp1, при этом стационарный электрохимический потенциал Esp2 fiш более Rисоким, чем, у .материала 1; EsP2 > ЕSРI - .Кроме тйГo^.jмaтfipиaд-2 протекторного четногσ слоят должен: обладать водородным перенапряжением, меньшим, чем материал 1. В этом случае весь материал 1 основного слоя становится анодом, а материал 2 внутреннего протекторного слоя становится катодом. Происходит растворение материала 2. Реакции, протекающие на 2-м- слое, характеризует кривая K2, которая пересекает анодную поляризационную кривую A1 в точке, соответствующей стационарному электрохимическому потенциалу ESP12 системы материалов 1 и 2 в материале 2 в зоне контакта с каналом питтинга материала 1. Это значение должно находиться в диапазоне значений ЕОРI - EpRp1 материала 1-го слоя, в этом случае материал 1 возвращается в пассивное состояние.
В качестве материалов третьего и последующих нечетных основных слоев можно использоватьать материалы, идентичные материалу 1. Третий слой будет взаимодействовать с рабочей средой лишь в случае, когда область общей коррозии предыдущего протекторного слоя достигнет значительного размера. Тогда третий слой становится вторым анодом и в соответствии с поляризационной диаграммой, представленной на Фиг. 2, и будет находиться в пассивном состоянии. Скорость реакции будет мала, т.к. процесс лимитируется химической стадией растворения пассивной пленки. На третьем слое протекают те же самые реакции, что и на первом. При образовании сквозных каналов питтинга в третьем слое начинается процесс коррозии четвертого слоя. Этот процесс аналогичен процессу коррозии второго протекторного слоя, то есть четвертый слой является протектором как для третьего, так и для пятого слоев. Процесс коррозии в последующих слоях также аналогичен процессу в первых трех слоях.
В случае использования многослойного материала в условиях одновременного контакта с рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых не являются окислителями, с одной стороны материала и контакта с рабочей средой, содержащей водные растворы солей кислот или кислот, анионы которых являются окислителями, с другой стороны материала, согласно изобретению формируют многослойный материал путем сплошного неразъемного соединения многослойного материала, приспособленного для работы в условиях одностороннего или двустороннего контакта с рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых не являются окислителями, с многослойным материалом, приспособленным для работы в условиях одностороннего или двустороннего контакта с рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых являются окислителями. В этом случае оценивают время коррозионного процесса до достижения очагом коррозии центральной части многослойного материала с каждой стороны материала. При равенстве оценочного времени коррозии с каждой стороны осуществляют сплошное неразъемное соединение между одним из поверхностных слоев многослойного материала, приспособленного для работы в условиях контакта с рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых не являются окислителями, и одним из поверхностных слоев многослойного материала согласно изобретению, приспособленного для работы в условиях контакта с рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых являются окислителями.
При этом процессы, происходящие в материале с одной его стороны, аналогичны процессам, рассмотренным в первом случае, а с другой стороны - аналогичны процессам, рассмотренным во втором случае.
При времени распространения коррозионного процесса меньшем со стороны среды, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых не являются окислителями, между слоями, которые должны соединяться, устанавливают промежуточный слой, аналогичный четному слою, описанному в первом случае, а если время распространения коррозионного процесса со стороны этой среды больше, чем с противоположной стороны, в качестве протекторного слоя используют промежуточный слой, аналогичный четному слою, рассмотренным во втором случае.
При этом, согласно изобретению, многослойный материал может быть сформирован в форме готового изделия, например, трубы, диска, изделий сложной пространственной конфигурации, изделий различного профиля, сплошных или полых. При необходимости сформированное изделие из многослойного материала, например, пластина, полоса, лист, труба, может быть подвергнута холодной или горячей прокатке для получения желаемых параметров.
Кроме того, согласно изобретению, возможно дополнительно наружный слой полученного многослойного материала плакировать алюминием, предпочтительно, с помощью взрывного плакирования, и производить последующее оксидирование полученного плакирующего слоя, предпочтительно, с помощью микродугового оксидирования. Ниже- приведены примеры, иляюетрирующие- проведенные- испытания различных вариантов многослойного материала повышенной коррозионной стойкости согласно изобретению, полученных способами получения многослойных материалов согласно изобретению.
Элементный состав используемых материалов слоев приведен в табл. 1-6.
Figure imgf000021_0001
Figure imgf000022_0001
Многослойные материалы согласно изобретению подвергали длительному воздействию рабочих сред. Коррозионную стойкость С* многослойного материала согласно изобретению оценивали по длительности периода до возникновения очагов коррозии, наличию, характеру и скорости развития коррозионных очагов в каждом из слоев, в сравнении с коррозионной стойкостью Q материала наружного основного слоя в условиях контакта с такой же рабочей средой.
Для контроля за процессом развития коррозии можно использовать бесконтактные методы контроля, например, голографическую интерферометрию или ультразвуковую дефектоскопию.
Пример 1
Многослойный материал согласно изобретению был изготовлен для эксплуатации в условиях одностороннего контакта с рабочей средой, содержащей 1%-ный водный раствор хлорида натрия, при этом в качестве материала первого наружного основного слоя, контактирующего с рабочей средой, и третьего наружного основного слоя, контактирующего с обычной окружающей средой, была выбрана коррозионностойкая сталь А, элементный состав которой приведен в таблЛ, имеющая в указанной рабочей среде электрохимический стационарный потенциал E SРА- + 0,2В. При этом значение ЕSРА находится в диапазоне между электрохимическим потенциалом полной пассивации ЕОРА = +0,05B и электрохимическим потенциалом перепассивации E РRРА - +0,4B.
В качестве материала внутреннего протекторного слоя была выбрана углеродистая конструкционная качественная сталь В, имеющая в указанной рабочей среде стационарный потенциал E SPB= - 0,44В меньше E SPA= + 0,2В.
Трехслойные заготовки состава A-B-A размерами 100x1500x6000 мм с толщиной слоя коррозионностойкой стали А по 10 мм с каждой стороны и углеродистой стали В толщиной 80 мм согласно изобретению были получены сваркой взрывом. Заготовки сваривали в две технологические операции, наваривая за прием один слой коррозионностойкой стали А с одной из сторон слоя углеродистой стали В. Сварку производили при величине зазора между листами 3-7 мм со скоростью детонации взрывчатого вещества 2500-2900 м/с и массовой скоростью 350-440 м/с. В полученном трехслойном материале слои прочно соединены, наличия зон промежуточного состава и отслоений не обнаружено.
Образцы в форме пластин, выполненные из листов изготовленного трехслойного материала, были подвергнуты испытаниям в условиях контакта наружного слоя с указанной средой - 1%-ным водным раствором хлорида натрия в течение длительного периода времени — 4350 часов. При этом проводили мониторинг состояния материалов А первого наружного слоя, контактирующего с рабочей средой, второго внутреннего слоя В и третьего наружного слоя А, обращенного в обычную окружающую среду. В том числе, исследовали очаги коррозии и образующиеся продукты коррозии материалов А и внутренних пограничных поверхностей слоев материалов А и В при различных температурах рабочей среды в диапазоне от +5 0C до +220 0C.
В результате исследований было установлено, что при продолжительном контакте с рабочей средой в первом наружном слое А трехслойного материала возникают очаги коррозии питrингового типа, количество, глубина и площадь которых увеличиваются очень медленно. В процессе развития и углубления очагов питтинга в первом слое А рабочая среда проникает внутрь каналов очагов питтинга. Согласно изобретению, в случае использования в качестве основного слоя материала, продукты коррозии которого имеют больший объем, чем объем материала в очаге коррозии, происходит постепенное зашлаковывание питтинговых каналов, и процесс питтинговой коррозии замедляется.
При достижении рабочей средой пограничной поверхности внутреннего протекторного слоя В начинается коррозия материала В по общему типу, с растворением материала В и восстановлением кислорода на пограничной поверхности слоя А. При этом в пограничных поверхностях слоя материала А, соседних с пограничными поверхностями материала В, образуется пленка из окисных соединений, замедляющая процесс питтингообразования в материале первого наружного основного слоя А и процесс разрушения материала В внутреннего протекторного слоя. Третий наружный основной слой не подвергается коррозии.
Коррозионная стойкость трехслойного материала в указанной среде по сравнению с коррозионной стойкостью аналогичного однослойного материала А такой же толщины выше в 3,0-5,5 раз в зависимости от температуры рабочей среды. Большие значения увеличения коррозионной стойкости соответствуют более высокой температуре среды.
Пример 2
Многослойный материал согласно изобретению был изготовлен для эксплуатации в условиях одностороннего контакта с рабочей средой, содержащей 5%-ный водный раствор сульфата калия при температуре от +5 до +220 0C, выполнен трехслойным, при этом наружные основные слои были выполнены из материала D и соединены с внутренним протекторным слоем С из низколегированной стали с помощью механизированной наплавки плавящимся электродом в среде инертных газов и смесях. Состав наплавленных наружных основных слоев соответствует составу плавящегося электрода, применяемого при наплавке - материалу D.
Стационарный потенциал коррозионностойкой стали D в указанной рабочей среде ЕSРD = +0,22 В. Указанное значение находится в интервале между значениями электрохимического потенциала полной пассивации ЕОРD = +0,06 В и электрохимического потенциала перепассивации ЕРRРD - +0,45 В. Стационарный потенциал стали С внутреннего протекторного слоя составляет ЕSРС = -0,4 В.
Наплавку наружных основных слоев D осуществляли в нижнем пространственном положении электродом диаметром 2,0 мм в два приема, с кантовкой заготовки на 180°, в следующем режиме: величина тока наплавки 280-320 А; величина напряжения наплавки 26-32 В; вылет электрода 12-16 мм; объем расхода защитного газа (аргона) 14-18 л/мин. Перед наплавкой проводили местный подогрев внутреннего протекторного слоя С газовой горелкой до температуры 550+500C. Толщина каждого из наплавленных слоев D после дополнительного отделочного фрезерования с удалением припуска 2,0 мм, составляла 5,0 мм при толщине 20,0 мм протекторного слоя стали С. Габаритные размеры полученных пластин трехслойного материала D-C-D - 30x400^1000 мм.
Исследования показали, что по мере развития питтинговой коррозии в наружном основном слое D рабочая среда через питтинговые каналы достигает внутреннего протекторного слоя, начинается коррозия общего типа с растворением стали С и е выделением кислорода на пограничной поверхности слоя стали D. Скорость общей коррозии трехслойного материала D-C-D в рабочей среде в зависимости от температуры рабочей среды снижается в 1,9-2,5 раза по сравнению со скоростью коррозии аналогичного однослойного материала D такой же толщины. Большие значения увеличения коррозионной стойкости соответствуют более высокой температуре среды.
Пример 3
Материал согласно изобретению был изготовлен для эксплуатации в условиях одностороннего контакта с рабочей средой, содержащей 5%-ный водный раствор серной кислоты при температуре от +5 до +80 0C, выполнен трехслойным, при этом наружные основные слои были выполнены из материала P и соединены с внутренним протекторным слоем из углеродистой конструкционной стали обычного качества F.
В рабочей среде стационарный потенциал первого слоя P составляет Еsрр = +0,35 В и находится в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации Еорр = -0,1 В до электрохимического потенциала перепассивации ЕРRРР = +0,9 В. Стационарный потенциал стали F в рабочей среде ESPF= -0,5 В.
Многослойный материал получали способом ручной дуговой наплавки прутков из материала P диаметром 5,0 мм на поверхность листа из стали F размерами 10x1500x3000 мм. Наплавку выполняли с двух сторон в нижнем положении с кантовкой заготовки на 180° при. следующих режимах: величина тока наплавки 60-80 А; величина напряжения наплавки 22-24 В. Толщина слоя P наплавки 3,0 мм с каждой стороны.
В процессе развития коррозии в слое P при достижении рабочей средой внутреннего протекторного слоя происходит растворение конструкционной углеродистой стали F с выделениеv водорода на пограничной поверхности слоя P.
Коррозионная стойкость трехслойного материала P-F-P в указанной рабочей среде по сравнению с коррозионной стойкостью однослойного материала P аналогичной толщины выше в 2,0-2,3 раза в зависимости от температуры рабочей среды. Большие значения увеличения коррозионной стойкости соответствуют более высокой температуре среды. При этом полученный трехслойный материал P-F-P обладает также существенно более высокой механической прочностью по сравнению с однослойным материалом P толщиной 16,0 мм..
Пример 4 Многослойный материал согласно изобретению был изготовлен для эксплуатации в условиях одностороннего контакта с рабочей средой, содержащей 5%-ный водный раствор соляной кислоты при температуре от +5 до +150 0C в присутствии кислорода воздуха, выполнен трехслойным, при этом оба наружные основные слои были выполнены из материала Q и соединены с внутренним протекторным слоем из меди T.
В рабочей среде стационарный потенциал первого наружного слоя Q составляет ЕSРQ = +0,05 В и находится в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации ЕОРQ = -0,05 В до электрохимического потенциала перепассивации ЕРRРQ = +0,4 В. Стационарный потенциал материла T в рабочей среде ESPF = +0,1 В.
Многослойный материал изготавливали по следующей технологической схеме. Сначала проводили сварку взрывом по режиму: скорость детонации взрывчатого вещества 2500-2900 м/с, величина зазора между листами 2,0-4,0 мм, массовая скорость 320-360 м/с. Так были изготовлены биметаллические заготовки Q-T из листов с размерами 3x1000x2000 мм с толщиной 1,0 мм слоя Q. Затем полученные биметаллические заготовки нагревали до температуры 500-540 0C, располагали оба биметаллических листа из материала Q-T медным слоем T внутрь и совместно прокатывали с обжатием 100%.
В процессе развития коррозии при достижении рабочей средой внутреннего протекторного слоя T происходило восстановление кислорода с образованием гидроксид- иона, образующего с растворившимся металлом первого слоя Q пассивную пленку, что значительно снижает питтинговую коррозию основного слоя Q.
Коррозионная стойкость трехслойного материала Q-T-Q в указанной рабочей среде по сравнению с коррозионной стойкостью однослойного материала Q толщиной 3,0 мм выше в 7,0-9,5 раз в зависимости от температуры рабочей среды. Большие значения увеличения коррозионной стойкости соответствуют более высокой температуре среды.
Пример 5
Многослойный материал согласно изобретению был изготовлен для эксплуатации в условиях двухстороннего контакта с рабочей средой, содержащей 20% раствор нитрата калия при температуре от +5 до +150 0C, выполнен пятислойным, при этом нечетные основные слои были выполнены из материала G, четные протекторные слои были выполнены из латуни S. В рабочей среде стационарный потенциал материла G нечетного слоя составляет ESPG ==-0523 В и находится в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации EOPG=--0575 В ДО электрохимического потенциала перепассивации EPRPG--0,04 В. Стационарный потенциал материла S в рабочей среде ESPS =-053 В.
Способ получения многослойного материала включал ручную аргонодуговую наплавку неплавящимся электродом и диффузионную сварку в вакууме.
Ручную аргонодуговую наплавку неплавящимся электродом из латуни S выполняли на сплаве G. При этом формировали слой латуни S толщиной 1,2 мм на каждом слое сплава G; затем производили последующую шлифовку латунного слоя на глубину 0,2 мм. После шлифования толщина каждого слоя сплава S составляла 1,0 мм. На третий слой из сплава G наплавляли латунь S с обеих сторон.
Наплавку осуществляли в нижнем пространственном положении на постоянном токе прямой полярности неплавящимся вольфрамовым электродом диаметром 3 мм с присадкой оксида лантана, с присадочной проволокой диаметром 1,6 мм из материала S в режиме: величина тока наплавки 120-160 А; величина напряжения наплавки 18-22 В; вылет электрода 5-7 мм; объем расхода защитного газа (аргона) 12-16 л/мин.
Наплавленные слои латуни S соединялись между собой при помощи диффузионной сварки в вакууме со следующими параметрами: температура 650+200C, контактное давление 1,0-1,2 МПа, остаточное давление 1,OxIO"4 мм.рт.ст., время сварки 1,5-2 часа. Окончательные габаритные размеры полученных заготовок составляли 7x200x600 мм.
В процессе развития коррозии при достижении рабочей средой внутреннего протекторного слоя с любой из сторон происходит восстановление кислорода на латуни S с образованием гидроксид-иона, который образует с растворившимся металлом G нечетных основных слоев пассивную пленку, что значительно снижает питтинговую коррозию этих слоев. Коррозионная стойкость многослойного материала G-S-G-S-G в рабочей среде выше от 7,0 до 15,0 раз по сравнению с материалом G толщиной 7,0 мм,
Таким образом, производство пятислойных материалов состава G-S-G-S-G способом согласно изобретению обеспечивает получение в указанном материале высокой коррозионной стойкости.
Пример 6 Многослойный материал согласно изобретению был изготовлен для эксплуатации в условиях двухстороннего контакта с рабочей средой, содержащей 50% раствор азотной кислоты при температуре от +5 до +110 0C, выполнен трехслойным, при этом нечетные основные слои были выполнены из коррозионностойкой стали H, четный протекторный слой были выполнены из алюминия R.
В рабочей среде стационарный потенциал материала H нечетного слоя составляет ЕSРН - +0,2 В и находится в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации ЕОРН ~ +0,1 В до электрохимического потенциала перепассивации ЕРRРН — +0,35 В. Стационарный потенциал материла R в рабочей среде ESPR= +0,25 В.
Две биметаллические заготовки H-R размерами 2* 1000x2000 мм с толщиной 1,0 мм слоя R на слое коррозионностойкой стали H были получены арrонодуговой наплавкой при следующих параметрах:: диаметр сварочной проволоки 1,6 мм, величина тока наплавки 180-260 А, величина напряжения наплавки 24-28 В, объем расхода защитного газа 15-20 л/мин. Биметаллические заготовки были размещены алюминиевым слоем внутрь и совместно прокатаны с обжатием 100%. В процессе развития коррозии при достижении рабочей средой протекторного четного слоя происходит растворение алюминия R через стадию образования пассивной оксидной пленки и выделение водорода на слое стали H.
Способ получения трехслойных материалов H- R- H согласно изобретению обеспечивает получение материала, обладающего высокой коррозионной стойкостью, высокими механическими характеристиками за счет малой величины зоны термического влияния при наплавке и высокой прочности и однородностью структуры четного слоя. Коррозионная стойкость многослойного материала в рабочей среде по сравнению с сплавом состава H аналогичной толщины увеличивается в 5,0-7,0 раз в зависимости от температуры рабочей среды.. Большие значения увеличения коррозионной стойкости соответствуют более высокой температуре среды.
Пример 7
Материал согласно изобретению, выполненный пятислойным, предназначен для эксплуатации в условиях контакта с 50%-ным раствором азотной кислоты с одной стороны (среда содержит анионы, являющиеся окислителями) и 1%-ным водным раствора хлорида натрия с другой стороны (среда не содержит анионов, являющихся окислителями). Нечетные основные первый слой, контактирующий с рабочей средой - 50%-ным раствором азотной кислоты, и третий слой многослойного материала выполнены из коррозионностойкой стали M, имеющей в указанной среде стационарный потенциал ЕSРМI = +0,15 В. Указанное значение находится в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации ЕОРМ = +0,1 В и электрохимического потенциала перепассивации ЕРRРIVГ^+ОJЗ В. В качестве материала четного (второго) протекторного слоя со стороны азотной кислоты был выбран алюминиевый сплав R, имеющий стационарный потенциал в данной среде ESPR~+0,2 В.
Наружный пятый слой, контактирующий с 1%-ным водным раствором хлорида натрия, по составу аналогичен нечетным первому и третьему слою. В среде 1%-нoгo водного раствора хлорида натрия стационарный потенциал коррозионностойкой стали M ЕSРМ = +0,18 В. Указанное значение находится в интервале между значениями электрохимического потенциала полной пассивации EOPM=+0,04 В и электрохимического потенциала перепассивации ЕРRРМ^+ОЗS В.
Четвертый слой, расположенный со стороны раствора хлорида натрия, выполнен из углеродистой конструкционной стали N. Материал четвертого слоя из стали N в среде указанного раствора хлорида натрия имеет стационарный потенциал ESPN =-0,42 В.
Способ получения многослойного материала включал аргонодуговую наплавку слоя R на коррозионностойкую сталь M первого и третьего слоя, сварку взрывом коррозионностойкой стали M и стали N между третьим, четвертым и пятыми слоями, прокатку с обжатием 100%.
Заготовки для третьего, четвертого и пятого слоев состава M-N-M размерами 100x1500x6000 мм с толщиной слоя коррозионностойкой стали M по 10 мм с каждой стороны были получены сваркой взрывом. Заготовки сваривали в две технологические операции, наваривая за прием один слой коррозионностойкой стали M с одной из сторон слоя углеродистой стали N.
Примерный режим сварки взрывом слоя коррозионностойкой стали M со слоем стали N был следующим: скорость детонации взрывчатого вещества 2600-2800 м/с, величина зазора между листами 4-8 мм, массовая скорость 360-420 м/с. На свободную поверхность третьего слоя и одну из поверхностей первого слоя из стали M наплавляли материал второго слоя R толщиной по 2,0 мм на каждую сторону.
Примерный режим аргонодуговой наплавки слоя R с коррозионностойкой сталью был следующим: диаметр сварочной проволоки 1,6 мм, величина тока наплавки 180-260 А, величина напряжения наплавки 24-28 В, объем расхода защитного газа 15-20 л/мин.
На заключительной стадии биметаллические заготовки были размещены слоем наплавленного алюминиевого сплава внутрь и совместно прокатаны с обжатием 100%.
В процессе развития коррозии при достижении рабочими средами внутреннего протекторного слоя со стороны контакта с азотной кислотой происходит растворение сплава R и выделение водорода на слое сплава M. При достижении рабочей средой четвертого слоя, расположенного со стороны контакта с раствором хлорида натрия, происходит растворение сплава N и выделение водорода или восстановление кислорода с образованием пассивной пленки на сплаве M.
Получение пятислойных материалов состава M- R- M-N-M способом согласно изобретению, обеспечивающим сплошное неразъемное соединение слоев определенных материалов, обладающих желаемой химической и электрохимической активностью обеспечивает высокую коррозионную стойкость, высокие механические характеристики, малую величину зоны термического влияния при наплавке алюминия и однородности его структуры. Коррозионная стойкость многослойного материала в заданной среде по сравнению с материалом M аналогичной толщины в тех же условиях увеличивается в 15,0- 20,0 раз.
Результаты проведенных испытаний полученных многослойных материалов, описанных в примерах 1-7, представлены в табл.7.
Таблица 7
Figure imgf000031_0001
Figure imgf000032_0001
Figure imgf000033_0001
Как видно из тaбл.7, многослойные материалы согласно изобретению, полученные способами согласно изобретению для эксплуатации в условиях одностороннего или двустороннего контакта с определенными рабочими средами, в процессе эксплуатационных испытаний характеризуются коррозионной стойкостью, значительно превышающей коррозионную стойкость однослойных материалов такой же толщины, выполненных из одного материала.
Таким образом, изготовление многослойных материалов согласно изобретению, с применением в качестве слоев материалов, обеспечивающих в условиях контакта с определенной рабочей средой заданную электрохимическую и химическую активность, позволяет формировать конструкционные материалы, имеющие высокую коррозионную стойкость при сравнительно малых толщинах слоев и материала в целом, с использованием экономически целесообразных сочетаний .материалов основных и протекторных слоев. При этом в способ получения многослойного материала повышенной коррозионной стойкости, приспособленного для работы в условиях одностороннего или двустороннего контакта с рабочей средой и в многослойный материал, изготовленный способом согласно изобретению, могут быть внесены усовершенствования и улучшения, не выходящие за рамки изобретения. Например, специалистам, работающим в области электрохимии и металлургии, должно быть ясно, что в зависимости от условий, в которых используют многослойный материал, возможно между основными слоями использовать несколько протекторных слоев, например, для снижения стоимости материала без снижения его коррозионной стойкости.
Промышленная применимость
Многослойные материалы повышенной коррозионной стойкости согласно изобретению могут быть получены способами согласно изобретению с использованием широко известных технологий и оборудования, при этом в зависимости от требований к свойствам материалов слоев конструкций, изготовленных для эксплуатации в определенной агрессивной среде, многослойные материалы могут иметь различный состав слоев с их различным чередованием. При этом немаловажным является стоимость материала, обеспечивающего заданную коррозионную стойкость. Многослойные материалы согласно изобретению могут быть применены в различных отраслях промышленности.

Claims

Формула изобретения
1. Многослойный материал повышенной коррозионной стойкости, содержащий размещенные один на другом и соединенные с помощью сплошного неразъемного соединения чередующиеся нечетные и четные слои, отличающийся тем, что:
- приспособлен для работы в условиях одностороннего или двустороннего контакта с рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых не являются окислителями, имеет нечетные слои, являющиеся основными, и четные слои, являющиеся протекторными, и при этом содержит:
- нечетные наружные и внутренние слои, выполненные из металлов или сплавов, характеризующихся в условиях контакта с указанной рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации до электрохимического потенциала перепассивации,
- четные внутренние слои, выполненные из металлов или сплавов, характеризующихся в условиях контакта с указанной рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом, меньшим, чем стационарный электрохимический потенциал соседних нечётных слоев в тех же условиях.
2. Многослойный материал повышенной коррозионной стойкости, содержащий размещенные один на другом и соединенные с помощью сплошного неразъемного соединения чередующиеся нечетные и четные слои, отличающийся тем, что:
- приспособлен для работы в условиях одностороннего или двустороннего контакта с рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых являются окислителями, имеет нечетные слои, являющиеся основными, и четные слои, являющиеся протекторными, и при этом содержит:
- нечетные наружные и внутренние слои, выполненные из металлов или сплавов, характеризующихся в условиях контакта с указанной рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации до электрохимического потенциала перепассивации,
- четные внутренние протекторные слои, выполненные из металлов или сплавов, характеризующихся в условиях контакта с указанной рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом, превышающим электрохимический потенциал металла или сплава наружного слоя в таких же условиях и имеющим величину в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации материала наружного слоя до электрохимического потенциала перепассивации материала наружного слоя, и при этом обладающих меньшим водородным перенапряжением, чем материалы нечетных слоев.
3. Многослойный материал повышенной коррозионной стойкости, содержащий чередующиеся нечетные и четные слои, соединенные с помощью сплошного неразъемного соединения, отличающийся тем, что:
- приспособлен для работы в условиях одновременного контакта первого нечетного наружного слоя с первой рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых не являются окислителями, и контакта второго нечетного наружного слоя со второй рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых являются окислителями, имеет нечетные слои, являющиеся основными, и четные слои, являющиеся протекторными, и при этом содержит:
- первый нечетный наружный слой и ближайший к нему нечетный внутренний слой, выполненные из металлов или сплавов, характеризующихся в условиях контакта с предполагаемой первой рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации до электрохимического потенциала перепассивации;
- четный внутренний слой, прилегающий к первому нечетному наружному слою, выполненный из металлов или сплавов, характеризующихся в условиях контакта с первой предполагаемой рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом, меньшим, чем стационарный электрохимический потенциала соседних нечётных слоев в тех же условиях;
- второй нечетный наружный слой и ближайший к нему нечетный внутренний слой, выполненные из металлов или сплавов, характеризующихся в условиях контакта с предполагаемой второй рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации до электрохимического потенциала перепассивации;
- чётный внутренний слой, прилегающий ко второму нечетному наружному слою, и других четные слои, прилегающие к нечетным внутренним слоям, выполненные из металлов или сплавов, характеризующихся в условиях контакта со второй предполагаемой рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом, превышающим электрохимический потенциал металла или сплава второго наружного слоя в таких же условиях и имеющим величину в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации материала второго наружного слоя до электрохимического потенциала перепассивации материала второго наружного слоя, и при этом обладающих меньшим водородным перенапряжением, чем материалы соседних нечетных слоев.
4. Материал по любому из п.п. 1 или 2 или 3, отличающийся тем, что на наружном слое дополнительно содержит плакирующий слой оксидированного алюминия.
5. Материал по любому из п.п.l или 2 или 3, отличающийся тем, что материал выполнен в форме листов, пластин, лент, полос, уголков, швеллеров, двутавров, дисков, стержней различного профиля, труб различного профиля, колец; изделий конструктивной формы открытого профиля или замкнутого сплошного профиля или полого профиля проектных очертаний.
6. Способ получения многослойного материала повышенной коррозионной стойкости, включающий формирование сплошного неразъёмного соединения слоев, выполненных из металлов и/или их сплавов и размещенных один слой на другом, отличающийся тем, что:
- приспособлен для получения многослойного материала, обладающего повышенной коррозионной стойкостью в условиях одностороннего или двустороннего контакта с рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых не являются окислителями, при этом:
- в качестве материала нечётных слоев используют металлы или сплавы, характеризующиеся в условиях контакта с предполагаемой рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации до электрохимического потенциала перепассивации;
- в качестве материала чётных слоев используют металлы или сплавы, характеризующиеся в условиях контакта с указанной рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом, меньшим, чем стационарный электрохимический потенциал соседних нечётных слоев в таких же условиях.
7. Способ получения многослойного материала повышенной коррозионной стойкости, включающий формирование сплошного неразъёмного соединения слоев, выполненных из металлов и/или их сплавов и размещенных один слой на другом, отличающийся тем, что:
- приспособлен для получения многослойного материала, обладающего повышенной коррозионной стойкостью в условиях одностороннего или двустороннего контакта с рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых являются окислителями, и при этом:
- в качестве материала нечётных наружного и внутренних слоев используют металлы или сплавы, характеризующиеся в условиях о контакта с предполагаемой рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации до электрохимического потенциала перепассивации;
- в качестве материала четных внутренних слоев используют металлы или сплавы, характеризующиеся в условиях контакта с указанной рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом, превышающим электрохимический потенциал металла или сплава наружного слоя в таких же условиях и имеющим величину в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации материала наружного слоя до электрохимического потенциала перепассивации материала наружного слоя, и при этом обладающие меньшим водородным перенапряжением, чем материалы нечетных слоев.
8. Способ получения многослойного материала повышенной коррозионной стойкости, включающий формирование сплошного неразъёмного соединения слоев, выполненных из металлов и/или их сплавов и размещенных один слой на другом, отличающийся тем, что:
- приспособлен для получения многослойного материала, обладающего повышенной коррозионной стойкостью в условиях одновременного контакта первого наружного слоя с первой рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых не являются окислителями, и контакта второго наружного слоя со второй рабочей средой, содержащей водные растворы щелочей, солей кислот или кислот, анионы которых являются окислителями;
- формируют сплошное неразъемное соединение материалов, по меньшей мере, пяти слоев, и при этом:
- в качестве материала первого наружного слоя используют металлы или сплавы, характеризующиеся в условиях контакта с первой предполагаемой рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации до электрохимического потенциала перепассивации; - в качестве материала четного внутреннего слоя, прилегающего к первому наружному слою, используют металлы или сплавы, характеризующиеся в условиях контакта с предполагаемой первой рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом, меньшим, чем величина стационарного электрохимического потенциала соседних нечётных слоев в тех же условиях;
- в качестве материала второго наружного слоя используют металлы или сплавы, характеризующиеся в условиях контакта с предполагаемой второй рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации до электрохимического потенциала перепассивации;
- в качестве материала чётного внутреннего слоя, прилегающего ко второму наружному слою, и материала четных слоев, прилегающих к нечетным внутренним слоям, используют металлы или сплавы, характеризующиеся в условиях контакта с предполагаемой второй рабочей средой стационарным электрохимическим потенциалом, превышающим электрохимический потенциал металла или сплава второго наружного слоя в таких же условиях, и имеющим величину в диапазоне от электрохимического потенциала полной пассивации материала второго наружного слоя до электрохимического потенциала перепассивации материала второго наружного слоя, и при этом обладающие меньшим водородным перенапряжением, чем материалы соседних нечетных слоев.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что сплошное неразъемное соединение материалов слоев формируют путем соединения одного из наружных слоев первого многослойного материала, приспособленного для работы в условиях двухстороннего контакта с первой рабочей средой, с одним из наружных слоев второго многослойного материала, приспособленного для работы в условиях двухстороннего контакта со второй рабочей средой.
10. Способ по любому из п.п. 6 или 7 или 8, отличающийся тем, что в качестве материалов четных слоев используют металлы или сплавы, дополнительно характеризующиеся в условиях контакта с предполагаемой рабочей средой образованием продуктов коррозии, имеющих объем больше, чем объем металла или сплава в слое до коррозии.
11. Способ по любому из п.п. 6 или 7 или 8, отличающийся тем, что указанное сплошное неразъемное соединение указанных четных и нечетных слоев формируют с помощью сварки взрывом и/или диффузионной сварки в вакууме, в инертных газах или в восстановительных газах; и/или высокочастотной сварки; и/или сварки прокаткой; и/или ручной дугойой наплавки; и/или механизированной наплавки плавящимся электродом сплошной или порошковой проволокой в среде инертных газов и смесях; и/или автоматической аргонодуговой наплавки; и/или автоматической наплавки ленточным электродом под флюсом; и/или автоматической наплавки проволочным электродом под флюсом; и/или автоматической наплавки порошковой проволокой в среде активных или инертных газов и в их смесях; и/или автоматической наплавки самозащитной порошковой проволокой или лентой; и/или электрошлаковой наплавки; и/или плазменной наплавки проволокой сплошного сечения или порошком; и/или газовой наплавки; и/или наплавки с индукционным нагревом.
12. Способ по любому из п.п. 6 или 7 или 8, отличающийся тем, что дополнительно наружный слой полученного многослойного материала плакируют алюминием, предпочтительно, с помощью взрывного плакирования, и производят последующее оксидирование полученного плакирующего слоя, предпочтительно, с помощью микродугового оксидирования.
13. Способ по любому из п.п.. 6 или 7 или 8, отличающийся тем, что формирование многослойных материалов осуществляют в форме листов, пластин, лент, полос, уголков, швеллеров, двутавров, дисков, стержней различного профиля, труб различного профиля, колец; изделий конструктивной формы открытого профиля или замкнутого сплошного профиля или полого профиля проектных очертаний.
PCT/RU2008/000620 2008-09-26 2008-09-26 Многослойный материал повышенной коррозионной стойкости (варианты) и способы его получения WO2010036139A1 (ru)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011528972A JP2012503717A (ja) 2008-09-26 2008-09-26 耐食性が向上した多層材料（バリアント）およびその製造方法
US13/120,763 US20110250465A1 (en) 2008-09-26 2008-09-26 Multilayer material with enhanced corrosion resistance (variants) and methods for preparing same
CN2008801315567A CN102187015A (zh) 2008-09-26 2008-09-26 具有增强的耐腐蚀性(变体)的多层材料及其制备方法
KR1020117008320A KR101300674B1 (ko) 2008-09-26 2008-09-26 증강된 내식성을 갖는 다층 재료 (변형체) 및 이를 제조하는 방법
EA201100552A EA016878B1 (ru) 2008-09-26 2008-09-26 Многослойный материал повышенной коррозионной стойкости (варианты) и способы его получения
EP08877096.1A EP2348140A4 (en) 2008-09-26 2008-09-26 MULTILAYER MATERIAL HAVING IMPROVED CORROSION RESISTANCE, VARIANTS, AND METHODS OF MANUFACTURE
PCT/RU2008/000620 WO2010036139A1 (ru) 2008-09-26 2008-09-26 Многослойный материал повышенной коррозионной стойкости (варианты) и способы его получения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2008/000620 WO2010036139A1 (ru) 2008-09-26 2008-09-26 Многослойный материал повышенной коррозионной стойкости (варианты) и способы его получения

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2010036139A1 true WO2010036139A1 (ru) 2010-04-01
WO2010036139A8 WO2010036139A8 (ru) 2010-09-23

Family

ID=42059924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2008/000620 WO2010036139A1 (ru) 2008-09-26 2008-09-26 Многослойный материал повышенной коррозионной стойкости (варианты) и способы его получения

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20110250465A1 (ru)
EP (1) EP2348140A4 (ru)
JP (1) JP2012503717A (ru)
KR (1) KR101300674B1 (ru)
CN (1) CN102187015A (ru)
EA (1) EA016878B1 (ru)
WO (1) WO2010036139A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102825378A (zh) * 2012-09-04 2012-12-19 深圳市可瑞电子实业有限公司 金属陶瓷复合板的制造方法及电路板的制备方法
RU2560895C1 (ru) * 2014-06-17 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ получения композиционного материала медь-титан
RU2560897C1 (ru) * 2014-06-17 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ получения композиционного материала медь-титан

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6992007B2 (ja) * 2016-12-26 2022-01-13 株式会社ティラド ニッケルろうで接合されたオイルクーラ
CN107175858B (zh) * 2017-05-15 2020-01-10 Oppo广东移动通信有限公司 复合金属板材、用于电子设备的壳体以及电子设备
RU2695855C2 (ru) * 2017-12-18 2019-07-29 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Способ сварки взрывом металлических листов
RU2685314C1 (ru) * 2018-04-06 2019-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ получения композиционного материала из меди, титана и стали
RU2685321C1 (ru) * 2018-04-06 2019-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ получения композиционного материала из меди, титана и стали
RU2682742C1 (ru) * 2018-04-06 2019-03-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ получения композиционного материала из меди, титана и стали
RU206756U1 (ru) * 2021-03-11 2021-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Многослойный анод-протектор

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU912550A1 (ru) * 1979-07-11 1982-03-15 Предприятие П/Я А-7832 Трехслойна коррозионностойка сталь
SU1447612A1 (ru) 1986-12-30 1988-12-30 Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина Способ производства трехслойных полос
US4839242A (en) 1986-02-24 1989-06-13 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Titanium-clad steel and a method for the manufacture thereof
US5190831A (en) 1991-11-05 1993-03-02 Explosive Fabricators, Inc. Bonded titanium/steel components
US5323955A (en) 1992-02-14 1994-06-28 E. I. Du Pont De Nemours And Company Explosively bonding metal composite
JPH06293978A (ja) 1993-04-07 1994-10-21 Nippon Steel Corp 耐食性、深絞り性およびはんだ性に優れた自動車燃料タンク用複層冷延鋼板
US6194088B1 (en) 1997-11-12 2001-02-27 Daido Steel Co., Ltd. Stainless steel coated with intermetallic compound and process for producing the same
JP2001141389A (ja) * 1999-11-11 2001-05-25 Zexel Valeo Climate Control Corp 熱交換器
RU71120U1 (ru) * 2007-10-08 2008-02-27 Ян Натанович Липкин Емкость для коррозионно-активных сред

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1997165A (en) * 1933-10-20 1935-04-09 Aluminum Co Of America Duplex metal article
US2474682A (en) * 1941-05-21 1949-06-28 Liebowitz Benjamin Composite steel plate
US2691815A (en) * 1951-01-04 1954-10-19 Metals & Controls Corp Solid phase bonding of metals
US2753623A (en) * 1951-01-05 1956-07-10 Metals & Controls Corp Solid phase bonding of metals
DE1250234B (ru) * 1957-07-26 1967-09-14
US3295935A (en) * 1958-07-22 1967-01-03 Texas Instruments Inc Composite stock comprising a plurality of layers of alloying constituents, each layerbeing less than 0.001 inch in thickness
US3215512A (en) * 1961-06-09 1965-11-02 Texas Instruments Inc Composite refractory articles
US3179504A (en) * 1964-03-27 1965-04-20 Dow Chemical Co Composite body of magnesium and aluminum and method of making same
US3847560A (en) * 1969-07-30 1974-11-12 Texas Instruments Inc Corrosion resistant metallic multilayer structure
FR2069985B1 (ru) * 1969-12-19 1973-12-21 Anvar
FR2361477A1 (fr) * 1976-08-12 1978-03-10 Moisa Vladimir Procede de protection contre la corrosion de structures en contact avec un milieu electroconducteur
US4197360A (en) * 1978-05-01 1980-04-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Multilayer laminate of improved resistance to fatigue cracking
JPS6038269B2 (ja) * 1981-09-29 1985-08-30 清澄 高安 軽量クラツド材
JPS59136247A (ja) * 1983-01-27 1984-08-04 三菱重工業株式会社 多重クラツド鋼板
JPS60194094A (ja) * 1984-03-13 1985-10-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 高耐食性アルミニウム溶射鋼材
US4609577A (en) * 1985-01-10 1986-09-02 Armco Inc. Method of producing weld overlay of austenitic stainless steel
US4861682A (en) * 1985-05-29 1989-08-29 Nippon Steel Corporation Clad steel materials having excellent ductility and corrosion resistance
JPS61279691A (ja) * 1985-06-05 1986-12-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 耐食ステンレス積層板
JPS624889A (ja) * 1985-06-28 1987-01-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水素誘起割れ防止方法
JPS6260882A (ja) * 1985-09-11 1987-03-17 Kobe Steel Ltd 鋼材の苛性割れ防止構造
JPS62286692A (ja) * 1986-06-04 1987-12-12 Sumitomo Metal Ind Ltd 高合金クラツド熱延鋼板の製造方法
JPS6369942A (ja) * 1986-09-10 1988-03-30 Nippon Steel Corp 良加工・耐食性ステンレスクラツド鋼板
JPH0192348A (ja) * 1987-09-30 1989-04-11 Sumitomo Metal Ind Ltd ジルコニウムのｓｃｃ防止法
US4906305A (en) * 1988-08-18 1990-03-06 Allegheny Ludlum Corporation Method of making a composite drawn article
US4881430A (en) * 1988-09-06 1989-11-21 Hubbard Arthur J Method of making heterogeneous blade-like metallic cutter member
JPH02104481A (ja) * 1988-10-13 1990-04-17 Sumitomo Metal Ind Ltd ジルコニウムクラッド鋼材及びその製造方法
JPH0382783A (ja) * 1989-08-28 1991-04-08 Sumitomo Metal Ind Ltd ステンレス鋼管内面の防食方法
JPH0570923A (ja) * 1991-09-18 1993-03-23 Kobe Steel Ltd 耐食性に優れた、酸化皮膜を有するＴｉ製部材の製造方法
JP3237242B2 (ja) * 1992-11-11 2001-12-10 三菱マテリアル株式会社 Ｎｉ基合金積層体
JPH0874099A (ja) * 1994-09-09 1996-03-19 Terumo Corp 機械要素および可動部を有する構造体ならびにその製造方法
JP3864437B2 (ja) * 1995-09-27 2006-12-27 住友金属工業株式会社 高Ｍｏニッケル基合金および合金管
DE19702953C2 (de) * 1997-01-28 1999-08-26 Daimlerchrysler Aerospace Ag Magnesiumwerkstoff mit einer Korrosionsschutzschicht
JPH10281691A (ja) * 1997-03-31 1998-10-23 Zexel Corp 積層型熱交換器
US7906221B2 (en) * 2002-06-28 2011-03-15 All-Clad Metalcrafters Llc Bonded metal components having uniform thermal conductivity characteristics
US6926971B2 (en) * 2002-06-28 2005-08-09 All-Clad Metalcrafters Llc Bonded metal components having uniform thermal conductivity characteristics and method of making same
JP2005146405A (ja) * 2003-11-14 2005-06-09 Toru Yamazaki 電析積層合金薄板とその製造方法
CN1954100B (zh) * 2004-01-12 2010-04-28 阿列克谢·亚历山德罗维奇·尼基福罗夫 通过微电弧氧化在阀金属零件上产生高粘附力的厚保护涂层的方法
US20060051609A1 (en) * 2004-09-07 2006-03-09 Banker John G Method and structure for arresting/preventing fires in titanium clad compositions
WO2007055764A2 (en) * 2005-11-07 2007-05-18 William Russell Kingston Metal laminate
CN101505906B (zh) * 2006-07-27 2013-03-13 国立大学法人东京大学 多层钢和多层钢的制造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU912550A1 (ru) * 1979-07-11 1982-03-15 Предприятие П/Я А-7832 Трехслойна коррозионностойка сталь
US4839242A (en) 1986-02-24 1989-06-13 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Titanium-clad steel and a method for the manufacture thereof
SU1447612A1 (ru) 1986-12-30 1988-12-30 Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина Способ производства трехслойных полос
US5190831A (en) 1991-11-05 1993-03-02 Explosive Fabricators, Inc. Bonded titanium/steel components
US5323955A (en) 1992-02-14 1994-06-28 E. I. Du Pont De Nemours And Company Explosively bonding metal composite
JPH06293978A (ja) 1993-04-07 1994-10-21 Nippon Steel Corp 耐食性、深絞り性およびはんだ性に優れた自動車燃料タンク用複層冷延鋼板
US6194088B1 (en) 1997-11-12 2001-02-27 Daido Steel Co., Ltd. Stainless steel coated with intermetallic compound and process for producing the same
JP2001141389A (ja) * 1999-11-11 2001-05-25 Zexel Valeo Climate Control Corp 熱交換器
RU71120U1 (ru) * 2007-10-08 2008-02-27 Ян Натанович Липкин Емкость для коррозионно-активных сред

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2348140A4 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102825378A (zh) * 2012-09-04 2012-12-19 深圳市可瑞电子实业有限公司 金属陶瓷复合板的制造方法及电路板的制备方法
RU2560895C1 (ru) * 2014-06-17 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ получения композиционного материала медь-титан
RU2560897C1 (ru) * 2014-06-17 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ получения композиционного материала медь-титан

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012503717A (ja) 2012-02-09
EP2348140A4 (en) 2013-08-07
CN102187015A (zh) 2011-09-14
EA016878B1 (ru) 2012-08-30
US20110250465A1 (en) 2011-10-13
WO2010036139A8 (ru) 2010-09-23
EP2348140A1 (en) 2011-07-27
EA201100552A1 (ru) 2011-12-30
KR101300674B1 (ko) 2013-08-28
KR20110071090A (ko) 2011-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010036139A1 (ru) Многослойный материал повышенной коррозионной стойкости (варианты) и способы его получения
Puli et al. Corrosion performance of AISI 316L friction surfaced coatings
JP2012503717A5 (ru)
JP5850864B2 (ja) ニッケル帯状物の製造法
Chaudhari et al. Welding behaviour of duplex stainless Steel AISI 2205: AReview
JP2012179656A (ja) クラッド合金基板及びその製造方法
US11607744B2 (en) Welded advanced high strength steel
WO2022149511A1 (ja) 溶接継手及び自動車部品
WO2022149507A1 (ja) 溶接継手及び自動車部品
JP7124990B1 (ja) 溶接継手及び自動車部品
TWI632959B (zh) Titanium composite and titanium for hot rolling
JP6515358B2 (ja) チタン複合材および熱間圧延用チタン材
Mohan et al. Influence of In-situ induction heated friction stir welding on tensile, microhardness, corrosion resistance and microstructural properties of martensitic steel
Efzan et al. A review of welding parameter on corrosion behavior of Aluminum
Balbande et al. Cold metal transfer welding of duplex with ferritic and super austenitic stainless steel
Şahin et al. The effect of welding current on nugget geometry, microstructure and mechanical properties of TWIP steels in resistance spot welding
Eskandari et al. Corrosion behavior of friction stir processed AISI 430 ferritic stainless steel
Singh et al. Electrochemical corrosion behavior and microstructural characteristics of electron beam welded UNS S32205 duplex stainless steel
TW201718893A (zh) 鈦複合材以及熱軋用鈦材
Ramar et al. Effect of Plasma spray FeCrAly coating on microstructural and Mechanical properties of Ni61Cr22Mo9Fe5-ER2209 Nickel based alloy fabricated using wire arc additive manufacturing process
CN105803278A (zh) 新型高强度抗腐蚀铝合金门窗
JPS62275511A (ja) 耐摩耗性のすぐれた熱間用ロ−ルおよびその製造方法
TWI617671B (zh) Titanium for hot rolling
TWI626093B (zh) Titanium composite and titanium for hot rolling
CN105734371A (zh) 新型高强度抗腐蚀铝合金管道

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200880131556.7

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08877096

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011528972

Country of ref document: JP

Ref document number: 13120763

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20117008320

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2008877096

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008877096

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: A201104702

Country of ref document: UA

Ref document number: 201100552

Country of ref document: EA