Додаючи певну кількість певних легуючих елементів до чавуну, можна отримати легований чавун з більш високою стійкістю до корозії в деяких середовищах. Чавун з високим вмістом кремнію є одним із найбільш широко використовуваних. Ряд легованих чавунів, що містять від 10% до 16% кремнію, називаються чавунами з високим вмістом кремнію. За винятком кількох різновидів, які містять від 10% до 12% кремнію, вміст кремнію зазвичай коливається від 14% до 16%. Коли вміст кремнію становить менше 14,5%, механічні властивості можна покращити, але стійкість до корозії значно знижується. Якщо вміст кремнію досягає більше 18%, хоча він стійкий до корозії, сплав стає дуже крихким і непридатним для лиття. Тому в промисловості найбільш широко використовується чавун з високим вмістом кремнію, що містить від 14,5% до 15% кремнію. [1]
Зовнішні торговельні назви чавуну з високим вмістом кремнію - Duriron і Durichlor (містить молібден), а їх хімічний склад наведено в таблиці нижче.
| модель | Основні хімічні компоненти, % | ||||||
| кремній | молібден | хром | марганець | сірка | фосфор | залізо | |
| Чавун з високим вмістом кремнію | 〉14.25 | — | — | 0,50～0,56 | 〈0,05 | 〈0,1 | залишаються |
| Молібден, що містить чавун з високим вмістом кремнію | 〉14.25 | 〉3 | 少量 | 0,65 | 〈0,05 | 〈0,1 | залишаються |
Стійкість до корозії
Причина, чому чавун з високим вмістом кремнію з вмістом кремнію понад 14% має високу стійкість до корозії, полягає в тому, що кремній утворює захисну плівку, що складається з нестійкого до корозії.
Взагалі кажучи, чавун з високим вмістом кремнію має чудову стійкість до корозії в окисних середовищах і деяких відновних кислотах. Він може витримувати різні температури та концентрації азотної кислоти, сірчаної кислоти, оцтової кислоти, соляної кислоти при нормальній температурі, жирних кислот та багатьох інших середовищ. корозії. Він не стійкий до корозії такими середовищами, як високотемпературна соляна кислота, сірчана кислота, плавикова кислота, галоген, розчин їдкого лугу та розплавлений луг. Причина недостатньої корозійної стійкості полягає в тому, що захисна плівка на поверхні стає розчинною під дією їдкого лугу і стає газоподібною під дією фтористоводневої кислоти, яка руйнує захисну плівку.
Механічні властивості
Чавун з високим вмістом кремнію твердий і крихкий з поганими механічними властивостями. Він повинен уникати ударів підшипників і не може використовуватися для виготовлення посудин під тиском. Виливки зазвичай не піддаються механічній обробці, крім шліфування.
Продуктивність обробки
Додавання деяких легуючих елементів до чавуну з високим вмістом кремнію може покращити його продуктивність обробки. Додавання рідкоземельного магнієвого сплаву до чавуну з високим вмістом кремнію, що містить 15% кремнію, може очищати та дегазувати, покращувати матричну структуру чавуну та сфероїдизувати графіт, таким чином покращуючи міцність, стійкість до корозії та продуктивність обробки чавуну; для кастингу. Продуктивність також покращилася. Окрім шліфування, цей чавун із високим вмістом кремнію також можна точити, нарізати різьбами, свердлити та ремонтувати за певних умов. Однак він все одно не підходить для раптового охолодження і різкого нагрівання; його стійкість до корозії краща, ніж у звичайного чавуну з високим вмістом кремнію. , адаптовані носії в основному схожі.
Додавання від 6,5% до 8,5% міді до чавуну з високим вмістом кремнію, що містить від 13,5% до 15% кремнію, може покращити продуктивність обробки. Стійкість до корозії подібна до стійкості звичайного чавуну з високим вмістом кремнію, але гірша в азотній кислоті. Цей матеріал підходить для виготовлення робочих коліс і гільз насосів, стійких до сильної корозії та зносу. Продуктивність обробки також можна покращити шляхом зменшення вмісту кремнію та додавання легуючих елементів. Додавання хрому, міді та рідкоземельних елементів до кремнієвого чавуну, що містить від 10% до 12% кремнію (так званий середній феросиліцій), може покращити його крихкість і технологічність. Його можна точити, свердлити, нарізати різьбами тощо, і в багатьох середовищах стійкість до корозії все ще близька до стійкості чавуну з високим вмістом кремнію.
У чавуні із середнім вмістом кремнію з вмістом кремнію від 10% до 11%, а також від 1% до 2,5% молібдену, 1,8% до 2,0% міді та 0,35% рідкоземельних елементів, продуктивність обробки покращена, і його можна точити та обробляти. стійкий. Стійкість до корозії така ж, як у чавуну з високим вмістом кремнію. Практика довела, що цей вид чавуну використовується як робоче колесо насоса розведеної азотної кислоти у виробництві азотної кислоти та робоче колесо циркуляційного насоса сірчаної кислоти для сушіння хлору, і ефект дуже хороший.
Згадані вище чавуни з високим вмістом кремнію мають низьку стійкість до корозії соляною кислотою. Як правило, вони можуть протистояти корозії лише в соляній кислоті низької концентрації при кімнатній температурі. Щоб підвищити корозійну стійкість чавуну з високим вмістом кремнію в соляній кислоті (особливо в гарячій соляній кислоті), можна збільшити вміст молібдену. Наприклад, додавання від 3% до 4% молібдену до чавуну з високим вмістом кремнію з вмістом кремнію від 14% до 16% може отримати чавун з високим вмістом кремнію, що містить молібден, утворює захисну плівку з оксихлориду молібдену на поверхні виливка під дія соляної кислоти. Він нерозчинний у соляній кислоті, що значно підвищує його здатність протистояти корозії соляної кислоти при високих температурах. Стійкість до корозії залишається незмінною в інших середовищах. Цей чавун із високим вмістом кремнію також називають чавуном, стійким до хлору. [1]
Обробка чавуну з високим вмістом кремнію
Чавун з високим вмістом кремнію має такі переваги, як висока твердість (HRC=45) і хороша стійкість до корозії. Його використовували як матеріал для пар тертя торцевого ущільнення в хімічному виробництві. Оскільки чавун містить 14-16% кремнію, твердий і крихкий, то при його виготовленні виникають певні труднощі. Проте завдяки безперервній практиці було доведено, що чавун із високим вмістом кремнію все ще можна обробляти за певних умов.
Чавун з високим вмістом кремнію обробляється на токарному верстаті, швидкість шпинделя регулюється на рівні 70~80 об/хв, а подача інструменту становить 0,01 мм. Перед чорновим точінням кромки відливки необхідно відшліфувати. Максимальна величина подачі для чорнового точіння зазвичай становить від 1,5 до 2 мм для заготовки.
Матеріал головки поворотного інструменту - YG3, а матеріал стовбура інструменту - інструментальна сталь.
Напрямок різання зворотний. Оскільки чавун з високим вмістом кремнію дуже крихкий, різання здійснюється ззовні всередину відповідно до загального матеріалу. Зрештою, кути будуть сколені, а краї будуть відколоті, що призведе до того, що заготовка піде на металобрухт. Згідно з практикою, можна використовувати зворотне різання, щоб уникнути відколів і відколів, а кінцева кількість різання легкого ножа повинна бути невеликою.
Завдяки високій твердості чавуну з високим вмістом кремнію основна ріжуча кромка токарних інструментів відрізняється від звичайних токарних інструментів, як показано на малюнку праворуч. Три типи токарних інструментів на зображенні мають негативні передні кути. Основна ріжуча кромка та допоміжна ріжуча кромка токарного інструменту мають різні кути відповідно до різних видів використання. На малюнку a показано внутрішній і зовнішній круговий токарний інструмент, основний кут відхилення A=10°, а вторинний кут відхилення B=30°. На малюнку b показано торцевий інструмент, основний кут нахилу A=39°, а вторинний кут нахилу B=6°. На малюнку С зображено інструмент для токарної обробки фасок, головний кут відхилення = 6°.
Свердління отворів у чавуні з високим вмістом кремнію зазвичай обробляється на розточувальному верстаті. Швидкість обертання шпинделя становить від 25 до 30 об/хв, а подача становить 0,09-0,13 мм. Якщо діаметр свердління становить 18-20 мм, для шліфування спіральної канавки використовуйте інструментальну сталь з більшою твердістю. (Канавка не повинна бути дуже глибокою). Шматок твердого сплаву YG3 вставлено в головку свердла та відточено під кутом, придатним для свердління звичайних матеріалів, тому свердління можна виконувати безпосередньо. Наприклад, при свердлінні отвору більше 20 мм можна спочатку просвердлити 18-20 отворів, а потім зробити свердло потрібного розміру. Головка свердла закріплюється двома шматками твердого сплаву (використовується матеріал YG3), а потім шліфується в півколо. Збільште отвір або поверніть його шаблею.
додаток
Завдяки чудовій стійкості до кислотної корозії чавун із високим вмістом кремнію широко використовується для хімічного захисту від корозії. Найбільш типовою маркою є STSil5, яка в основному використовується для виробництва кислотостійких відцентрових насосів, труб, башт, теплообмінників, контейнерів, клапанів і кранів тощо.
Взагалі кажучи, чавун з високим вмістом кремнію є крихким, тому під час встановлення, технічного обслуговування та використання слід бути дуже обережним. Під час монтажу не бити молотком; збірка повинна бути точною, щоб уникнути локальної концентрації напруги; різкі зміни різниці температур або місцевий нагрів суворо заборонені під час роботи, особливо під час запуску, зупинки або очищення, швидкість нагрівання та охолодження повинна бути повільною; він не підходить для використання як обладнання, що працює під тиском.
З нього можна виготовляти різні корозійно-стійкі відцентрові насоси, вакуумні насоси Несслера, крани, клапани, труби спеціальної форми та трубні з’єднання, труби, труби Вентурі, циклонні сепаратори, денітрифікаційні вежі та відбілювальні вежі, концентраційні печі та машини попереднього миття, і т. д. У виробництві концентрованої азотної кислоти температура азотної кислоти становить від 115 до 170 °C, коли вона використовується як відпарна колона. Відцентровий насос концентрованої азотної кислоти перевантажує азотну кислоту концентрацією до 98%. Він використовується як теплообмінник і наповнена вежа для змішаної кислоти сірчаної та азотної кислот і знаходиться в хорошому стані. Нагрівальні печі для бензину в нафтопереробному виробництві, башти дистиляції оцтового ангідриду та башти дистиляції бензолу для виробництва триацетатної целюлози, кислотні насоси для виробництва крижаної оцтової кислоти та рідкої сірчаної кислоти, а також різноманітні насоси та крани для кислотного або соляного розчину тощо. усі вони використовуються у високоефективних програмах. Кремнієвий чавун.
Мідний чавун із високим вмістом кремнію (сплав GT) стійкий до корозії лугом і сірчаною кислотою, але не до корозії азотною кислотою. Він має кращу стійкість до лугів, ніж алюмінієвий чавун, і високу зносостійкість. Його можна використовувати в насосах, робочих колесах і втулках, які мають високу корозійну активність і піддаються зносу суспензії.
Час публікації: 30 травня 2024 р
