Солевая смесь для испытаний жаропрочных сталей и сплавов на стойкость к комбинированному поражению сульфидной и ванадиевой коррозией

 

Изобретение относится к испытаниям сплавов на стойкость к высокотемператур2 ной коррозии и может быть использовано в судоавиаи энергомашиностроении для определения коррозионной стойкости лопаточных материалов и других деталей проточной части турбины. С целью приближения условий испытаний к условиям эксплуатации лопаток энергетических турбин в солевой смеси из сульфата и хлорида натрия, соли магния, соли металла и метаванадата натрия в качестве соли магния используют хлорид магния, а а качестве соли металлахлорид калия при следующем соотношении компонентов, мас.%: метаванадат натрия 4-6; хлорид магния 11,2-13,6; хлорид калия 8,8-10,7; хлорид натрия 3,0-3,7; сульфат натрия - остальное. 1 табл.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 17/00

° ., б

Uiv.Ф

М (21 (22 (46 (71 (72 ло (56

11 (54

ЖАА

СТ

ПО

ЕВ (57 спл

ГО УДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕ ОМСТВО СССР (ГО ПАТЕНТ СССР) 1 4918227/28

11.03.91

30.08.93. Бюл. М 32

Институт проблем литья АН УССР

И.В.Орышич, Н,И.Матюшенко, H.Н.Военко и И.И.Максюта

Известия АН СССР. Металлы,1982,Я 53

125.

Защита металлов, 1987,23, N. 1,с.104 — 110.

СОЛЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ

ОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ HA

ЙКОСТЬ К КОМБИНИРОВАННОМУ

АЖЕНИ1О СУЛЬФИДНОЙ И ВАНАДИЙ КОРРОЗИЕЙ

Изобретение относится к испытаниям

1 авов на стойкость к высокотемператур1

Изобретение относится к испытаниям спл вов на стойкость к высокотемпературно коррозии (ВТК) и может быть использован в судо- авиа- и энергомашиностроении для определения коррозионной стойкости ло аточных материалов и других деталей пр точной части турбины. . В предложенной солевой смеси для испы ания жаропрочных сталей и сплавов на сто кость к комбинированному поражению сул фидной и ванадиевой коррозией, содер ащей сульфат и хлорид натрия, метавана ат натрия, соль магния и соль металла, в кач стае соли магния использован хлорид магния, а в качестве соли металла — хлорид кал я, при следующем соотношении компоне тов. вес.%:

Метаванадат натрия 4 — 6, . Ж,, 1837211 А1 ной коррозии и может быть использовано в суда- авиа- и энергомашиностроении для определения коррозионной стойкости лопаточных материалов и других деталей и роточной части турбины. С целью приближения условий испытаний к условиям эксплуатации лопаток энергетических турбин в солевой смеси из сульфата и хлорида натрия, соли магния, соли металла и метаванадата натрия в качестве соли магния используют хлорид магния, а в качестве соли металлахлорид калия при следующем соотношении компонентов, мас.%; метаванадат натрия

4 — 6; хлорид магния 11,2-13,6; хлорид калия

8,8-10,7; хлорид натрия 3,0 — 3,7; сульфат натрия — остальное. " табл, Хлорид магния I 1,2 — 13,6

Хлорид калия 8,8 — 10,7

Хлорид натрия 3,0-3,7

Сульфат натрия Остальное

Использование в качестве соли металла-хлорида калия, в качестве соли магния— хлорида магния позволяет расширить температурный диапазон испытаний, floBblcMTb чувствительность испытаний за счет увеличения скорости коррозии, приближая условия испытаний к условиям эксплуатации лопаток энергетических газовых турбин.

Учитывая, что хлорид натрия понижает температуру плавления сульфата натрия в недостаточной степени (эти соли образуют эвтектику при 628 С), были опробованы эвтектические составы систем NaCI-МОС12, NaCI-КС1, KCI-MgCI2 и NaCI-KCI-MgС1т. Ус20 5

1-0 тановле!10, «ТО при их добавлении к сульфату натрия в количестве

5,10,15,23,25,28, 0.40,50,60.80 и 100;4 темпег?атура солевой смеси сильно понижает! .1 Б иl!тег)вале От 0 ДО 23 % хлоридов, далеа достип утал чизкая температура плавления (550!" О В NHT8pa338 концентоаЦИЙ от 23 до 28 ", х?10 )1«дов практически не меняетсл, после чего до 40% незначительно понижается, П ри 8 где больших содержаниях хлооидов изменение температуры плавления принимает первоначал):.ный характер, достиГал минимума при vx 100 () ном co!)8p жBI- lи. ! .?!Бксимальнал скopoci Бь!с(!«отемперзтурной коррозии набл!Одаетсл при к0н ценiрации хлоридов AKoлс! ..3 28 /.

У!!11 Гi jt)3«I i 31<>!6 10 !i f0 " CÓÄOВЫХ;?БИ!3(еляк

КОН ?8Ен i Р()Ц(!«1 ХЛОРИДОВ l3 П ООТО !НОЙ ЧБСТИ турбины кonE .t>38Tcn в интервале 1.5- 20 %, Го их КО! ЦентраЦии t!QJ!88 28% не подходят

ДЛЛ Ла(?ОРБТОРНЫК БЫСОКО1 емпеРБТУ(? !bi>( исг:ытаний, Наиболее сильно понижает тем-!

1!. р.)туру ПЛББЛВНИЛ (.:!?Л!Ьфа)3 tt!ITt>Nj(t CM8C! хлоt) :J!OE) мэГнил, !<ВГ!ил! N натрия звтеггГи!8" ского состава(см,табг!Ицу), Mon.",. ; 41 (JlgClg, 41 KCl и 18 Nat"j NBN мас,%; 48.7 МОС4, 38,2! С! и 13,1 ИВС|, Учитывал то, что колиес 1БО этих компоненлгов Б искомом cociçâå должно находитьсл в интервале от „3 )o

28%, 3 сООтношегlи6 .*-и!8.,кду .:-!и!!!! Так(;!8 же, !

<3K

3,7%, Интервалы концентраций tit> ме-аванадату натрия определим иэ расчета, чго содерх<ание Ванадия В искомой смеси солей дол:KHÎ нахо/?итьсл HB таком >!<8 уровне, как и Б туpбинн ь!х Отло)кенилх (кг)леблется В ин" тервале 1,5 — 2 5Я *

Исходя из Toio., !та соотношение ! 13)/Од;\г = ?2:5, то и!! )(?Овалы !1 "м8нен1!!) метаванадата натрия Б солевой смеси д!?11

1!,5 — 2,5% (/ будут со(тавллть 4-б %, При

Введении его в таких количествах в смесь из сульфата натрия и указанных хлоридов металло Б скорость коррозии увеличи Ваетсл () на

10 — l5%. а температура плавления уменьшается на 5 — 10 С, При конценграцилх, меньших 4%, достигнутая скорость коррозии уменьшается, а температура плавления поВы шаетсл, приближаясь к урОВ ням зт!их показателей в сульфатхлорид)!<>й смеси. При концентрациях более б 4 значительно увел ичи вае ся cKopocTb коррозии, а темпе(33 тура пла Блен iii г!он 1>«аетсл в малой

СТОГ!8НИ.

Однако более Высокие концентрации метаванадата натрия нежелательны в виду того, что они не QTpBæBIot реальные условия эксплуатации двигателей HB турбинном топnN88, TBK KBK Б HX flpOTO !HOÉ !!3CTN Содержание ванадия не превышает 2 — 2,5%, Таким образом, содержание метаванадата натрия

Бсмеси солей,дол>кно )гаходиться В интервале 4 — 6%, С учетом измененил концентрациии ул 0 ри?)ОБ и м8та Ва и адата натрия содер>кание сульфата натрия должно находиться в интервале бб--73;;;. Температура начала плавления этой смеси (состав 2-4) составляет 540 C. Отклонение по содержани!о KQMJ)QH8HIQE) солевой смеси в ту или ину!О сторону Выше Отмеченных пределов

СБ "iBß!IO С Г! .)IÇÛIII(;HN8f темпеРВТ!!!OI:I НБЧВЛВ

88 ОВСПЛВВЛЕНИЛ и ПО)IИ)К8НИЛ CKOPOCTN

ВТг ., Что не удовлетворяет поставленной цели. -3Т() сБЯЗBHQ Главным 00)!разо!и с ОтклОнением смеси хлоl)NJ)oR OT cocTBBB тройнОЙ эвтект!", ки, оказ!.!Ба!ош8 «НBNбOЛ68 Высокои

КОРРОЭИОНН08 БОЗДЕЙСТБИВ БМОСТB С С) ЛЬфа 0 м: 1,": —:Т! и Г! ! 1 a i 3 I JI

С! Нреимушес"..Ба 3-jnBt!ë8Moã0 состава

<ОЛей По С!>(!Б!.;8 !yio r ПРОГ()ТИПОМ СБИДЕ)ел!..о (8!Jк) Г! Корро 1!!С) !1,! )8 yc;";ытанил (табл ) ка рогl pо!! I i ых f 31 8 p!!алов и," и темп 8 p эту рах

530 — 750" С 1! Бь.Д(?р>кке 40 ч !(И?)индрических

О!б)01?зцов, Г" редваf?liiT8?jь!!!) !!Qкоытых пл8НКОИ СОЛИ И !!Оl P ó".K .! ?Н!.-1:" i) PВСПЛБ = . COËИ ТОГО

:;8 состава на Гл, ?и!:; 4 мм согласно методике. .Цлл пр088J!Внил испьп -ний испольэова?)и

Гид!!>атирова?!?!ы!1;:Uус?ои(1:;,,3!Г!!ил! (!!!100 бнрО) количество котороГО подбирали Б расчете н3 безБО/1! !06 соеди! !8!,ие, ВГО 1?!ате!! ьно р33мешивали и рас)ирали " . MocTO с другими

C0JI!) t 1N ДЛЛ i I QJI ):"Ч ЕНVB 1- 18! !<ОДИСПВР! НОГO! состояния и контакта друг с другом, YCT3H08JII3t!<), «ТО С808 BiP8CCNBHO8 803д6иствие !а >каропрОчные МЗт6риалы сОли

501<ВЭЫБа!ОТ ПРИ Те «f)8PBTУ Г)?!1Х РВБНЫХ ИЛИ больших темг!80ат;?ры ?х расплавления, а В твердом состолн )и с:<орость коррозии близка к скорости окисления, Более агрессивным лвллетсл предлагаемый состав con8A; а расплавлен IQM состоянии он в 2,5 — 7 раэ

3ГрессиГ Нее сос I 333 IipoòoòèïB, а Б тВердом

Бс8ГО В 1,3- l,5 раза.

Таким образом, замена прототипа на предлзГаему О смесь с ле!1 fl pL" испытаниях жаропрочных материалов на стойкость к

ВТК позволяет 1)ас)иирить температурный диапазон испытаний на 12ÎOÑ, повысить чувствительность данного метода за счет уВеличенил скорости коррозии В 2,5 — 7 раз, Осуьцествллть cpBBf!ительно простоЙ способ

tio K pl=ITèÿ 00раэц(Б п?18н кой сОли, что поз ВО лле г прибл IBNTb )!3)!)01)аторные испытания K

1837211 словиям эксплуатации лопаток газовых урбин, : Состои, иас.В ь коррОЭии, г/иэ. и, при

600 650 670 1 эк9 х1ен1071 зк9 21801 0ò (эк9 I х1ен102

Скорости

530 550

Ila БО, N001 КС1

700

Х1 811107) 003 2181110Т

1 389 X18HI07j 089

6,2 4,9

6,7 5,5

6,9 5,4

7,1 5,7

6,6 5,0

3 - " 555 0,10

4 - - 543 0,12

008 0,6

0,09 1,0

0 09

Е,о

Е 7

Е,4 8,9

8,8 9,0

7,5 8,1

3,1 4,0

3,7 4,3

3,Е 4,6

4,0 4,5

3,4 4, 1

0,75 -2,2

2,6

1,2 2,7

12 2,8

0,85 2,3

:77 10,5 7,5 2 73 11,2 8,8 3, 70 12,2 9,5 3,3

:66 13,6 10,7 3,7

;62 14,5 11,5 5 иерото тип 71 3

14,3

15,8

16,0

5 - - 540 0 13

6 - - 540 0 15

7 - - 540 0,12

0,11 1,2

0,08 0,7

17,0

15,2

13 10 653 0,08 0,06 Оэ13 0,12 0,21 0,23 1,6 1,5 2,7 2,0 3,1 2,3

Составитель Н,Матюшенко

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор С.Кулакова

Заказ 2862 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113Ю35, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Солевая смесь для испытания жаропочных сталей и сплавов на стойкость к коминированному поражению сульфидной и анадиевой коррозией, содержащая сульат и хлорид натрия, метаванадат натрия, роль магния и соль металла, о т л и ч а ю 3Ц а я с я тем, что, с целью приближения условий испытаний к условиям эксплуатации лопаток энергетических турбин, в качестве соли магния использован хлорид магния, а в качестве соли металла — хлорид

5 калия при следующем соотношении компонентов, мас,7ь:

Метаванадат натрия 4 — 6

Хлорид магния 11,2 — 13,6

Хлорид калия 8,8- 1 С,"

10 Хлорид натрия 3,0-3,7

Сульфат натрия Остальное,