справочник (550668), страница 15
Текст из файла (страница 15)
2.13). В сравнительно чистом и сухом воздухе этн чугуны весьма стойки благодаря образованию пассивирующей пленки (т„,р е 0,025 мы!год). Коррозия начинает возрастать при загрязнении атмосферы главным образом сернистым газом. При этом состав и тип чугуна, в частности форма графита и характер матрицы, оказывают сравнительно небольшое влияние.
Единственным элементом, полезным в этих условиях, является медь. Роль состава и структуры чугуна также не очень велика при коррозии в природных, промышленных, лечебных и морских водах, хотя высокопрочный чугун, особенно перлитный, обладает более высокой коррозионной стойкостью в морской воде, чем серый. Главное влияние в этих условиях, как и при атмосферной коррозии, оказывают состав среды и плотность отливок. Растворы солей, гндраты которых придают воде кислотный характер, значительно ускоряют, а соли, дающие при гндролизе щелочные распюры, замедляют коррозионный процесс. В условиях почвенной коррозии существенное влияние оказывают такие факгоры, как состав и электрическое сопротивление почвы, характер контакта, наличие блуждающих токов и т.
д. В частности, с увеличением удельного электрического сопротивления почвы с 100 — 200 до 2000 Ом.см скорость коррозии уменьшается в три раза 18). Несколько большее сопротивление коррозии в почве оказывают чутуны марок КЧ и ВЧ, особенно в агрессивной почве. В общем случае для этих чугунов коррозионная стойкость повышается по мере измельчения графита и уменьшения его количества, при однофазной структуре матрицы, а также при уменьшении содержания 81, $, Р. Повышают сопротивление коррозии модифицироваине, а также легнрование Си (до 1,4 %), Кб (до 3,0 %), Сг (до 1,0 %), Бп (до 0,2 %). Так для работы в щелочной среде рекомендуются чугуны, содержание, %: 0,8 — 1,0 Кб и О,б — 0,8 Сг или 0,35 — 0,5 Кб и 0,4 — О,б Сг, Однако при воздействии на металл сильных реагепгов, кислот н щелочей необходимо применять высоколегированные чугуны. В этих случаях основное значение приобретает химический состав чугуна.
Роль структуры, особенно формы выделения графита, значительно меньше. При прочих равных условиях наилучшими являются аустешггная или ферритная структура. Компактный или пластинчатый графит мало различаются по своему влиянию, если последний разобщен, сравнительно невелик н равномерно распределен.
74 сч ! "Ъ 4Ч о" о ! ! ! о 4Ч ~Г\ о ! ! о о о„! ! Р Я о о" о" Ф'4 Р„! о ! ! ! о" О" В ро 1 в— о" о" ! ! р ~ а Ос о о о 3 о Д о" а о Й Й Ц ! ! ! о о о СЧ ! р! о р в о о о о 1~К 1~В. ИЦ р ! ! ФЧ В, й' $ В о" О о В. м й ! б $ и К р р Повышение сопротивления чугунов коррозии в агрессивных средах достигается легированием элементами, которые обладает высоким потенциалом (Сп, М, Мо) и являются более устойчивыми, либо способны образовывать защитные пассивирующие пленки (Сг, 01, А1) в той или иной среде, либо обладают обоими этими свойствами 18]. Химическая стойкость чугунов в кислотах резко уаеличиваегся при содержании кремния около 15 5' (мас.). Сплавы ЧС15и ЧС! 7 стойки в азотной, фосфорной, уксусной и, что особенно важно, в серной кислоте при любых концентрациях и температуре, а также в смеси азотной и серной кислот.
Ферросилиды стойки также в растворах солей, но легко корродируют под воздействием соляной кислоты, крепких щелочей и фтористых соединений. Для повышения стойкости в соланой кислоте сплавы ЧС15 и ЧС17 легируют до 0,4 т' Мо. Образуемые при этом сплавы (ЧС15М4, ЧС17МЗ) получилн название аитихлоры. Аитихлоры устойчивы в соляной кислоте любой концентрации при всех температурах, в азотной кислоте любой концентрации, в лимонной, пикриновой, серной и фосфорной кислотах, в перекиси водорода, четыреххлористом углероде, железном купоросе.
Недостатком аитихлоров н ферросилидов является большая хрупкость, плохая обрабатываемосгь и низкие механические свойства, поэтому их применяют только в условиях, когда необходимо обеспечить низкую скорость коррозии (не выше 0,25 могол), В условиях воздействия щелочей используют обычно чутуны, легированные никелем (хромом).
Наилучшие результаты достигаются при использовании высоколегированных чугунов типа ЧН15Д7Х2. Эти чугуны стойки также в холодных разбавленных растворах серной кислоты; в соляной кислоте они менее стойки, а в азотной нестойки совсем (см. табл. 2.! 3). При большом содержании хрома (12 — 35 %) чугуны оказываются химически стойким во многих средах (кислотах, щелочах, солях и особенно в азотной кислоте) благодаря образованию оксидной пассивирующей пленки. В соляной кислоте оксидная пленка на этих сплавах разрушается вследствие воздействия хлоридов.
Жаростойкость характеризует работоспособность чугуна при повышенных и высоких температурах в условиях действия малых ншрузок, когда главной причиной разрушения отливок является образование окалины няи трещин. Наблюдаегся также необратимое изменение размеров отливок, которое принято называть ростом.
Жаростойкость оценивается по окалиностойкости — увеличению массы отливки и росгоустойчнвости— уменьшению плотности чугуна или увеличению длины образца за 150 ч выдержки прн определенной температуре. Для жаростойких чугунов при соответствующей температуре увеличение массы образца не должно превосходить 0,5 гlм, а длины 0,2 %. Рост чугуна возрастает с повышением температуры и продолжительности выдержки, увеличением числа циклов колебаний температуры (особенно при переходе через критический интервал), скорости изменения температуры н агрессивности атмосферы (рис.
2.1). Причинами, вызывающими рост чугуна, являются также графитнзация и другие фазовые превращения, протекающие с увеличением объема фаз; окисление основного металла и легирующнх элементов; растворение графита и порообразование; релаксация напряжений. В самых неблагоприятных условиях, например при циклическом изменении температуры в агрессивной среде, необратимое увеличение объема может достигать 20, а иногда 50-100 4А.
Характерными признаками роста являются резкое понижение механических свойств и образование сетки разгара на поверхности отливок. 76 25 20 15 10 0 5 1О 15 20 У, циклов О 5 1О 15 20 Ф, циклов н б Рве. 2.1. Изменение обьеыа (а) н лннеяный рост (б) чугуна в завнсныостн от чнсла Н циклов нырева до 900 С !8]: а — нырее серого чучуна е ннмтинчатыы гребнтоы е ынюром (1), е еенууне (2), е нннюфсре печных пзое (3) н е етное4нре С(3, (41; б- серый (1) н ыюаапрочныа (2) чугуны с Оеррнцюа ооноеоа ееедуююеп> осенне. % (наа?! -3 27-3 43 С; 2, 19-2 23 Я; О 47-0 ба Мн: 0 13-020 Р лоо 15$; 2-юнюзанскаочеююнло001 $;ираюнно,ОШ-0077 Мя н 15-195 РД Измельченне н уменьшение количества урафнта н размера эвтектнческого зерна, замена перлнта феррнтом в структуре повышают окалнносгойкость н ростоустойчнвость серых чугунов.
Этому способствуют уменьшение содержания углерода н кремния, замена обычного чугуна модифицированным, ннзкое содержание легнруюшнх элементов (Сг, Бй н др.). Более высокнмн окалнностойкостыо н росгоустойчнвостью обладают высокопрочные чугуны (рнс. 2.1, 6). Ковкнй чугун с тнпнчным для него выделенпем углерода отжнга занимает прн одной н той же матрице промежуточное положение между серыми н высокопрочнымн чугунвмн. На воздухе серый чугун сохраняет повышенную стойкость прн температурах до 450— 500 С, в атмосфере печных газов — лишь до 550 С, в атмосфере водяного пара — не выше 300 С. В высокопрочном чугуне с шаровидным графитом явление роста практнческн пе наблюдается прн температурах до 400-500 С.
Прн более высоких температурах следует прнменать специальные легированные чугуны. Наиболее часто дла повышенна жаростойкости чугуны легнруют Я, А1 н Сг. Влиянне Я и А1 на окалнностойкость и ростоустойчнвость чугуна не однозначно (рнс. 2.2). Прн небольших добавках этих элементов в обычный чугун с пластннчатым 1рафнтом рассматриваемые свойства ухудшакпся. Даже незначительное количество Я в белых чугунах резко понижает нх окалнностойкость.
Однако прн достаточно высоком содержании 3! и А! окациностойкость п ростоустойчнвость чугунов резко повышаются. Благопрюпные результаты действия высоких концентраций 3! на окалнностойкость н ростоустойчнвость связаны с получением стабильной структуры (графит + кремнеферрнт). По мере увеличения содержаннл 3! критические точки рвсцолапвпся прн более высокой температуре. Так прн 6% 3! точка Ас, находится около 950 С, а прн 7 % 3! — около 1000 С. 77 дм, г/(мз ч) 36 32 1,2 1,О 24 О,8 го 16 0,6 12 0,4 02 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 Содержание легируюших элементов, %(мас.) л б Рис.2.2.
Вливаю содержания легируюших элементов на увслячеяяс мессы (а) и лянеаяыв рост (6) серого (1- 3) и высокслрочяого (Р— 3 ) чугуна лри 950-1000 С [10]: д д - Гвеяичеаяс содевяания 31; д 2' — то яе А1; 3 — то ае Сг Кремний, входя в твердый распюр, повышает температуру образования непрочной вюститной фазы Ге 04, т. е.
увеличивжт стойкость металлической основы против окисления. Влияние А1 на жаростойкость чугуна проявляется прежде всего путем образования нм мпцитных оксндных пленок [101. Алюминий повышает температуру возникновения вюститной фазы и способствует образованию оксидных пленок со шпинельным типом решетки (Ре О А!зОз). На уменьшение линейного роста и окисления отливок хром влияет уже при концентрации 0,5-1,5 % (мас.) (см. рис.
2.2, а). Ввод хрома в таких количествах тормозит графитизацию эвтектоидного цементита, измельчает вюпочения графита и повышает сопротивляемость окислению металлической основы вследствие повышения температуры образования вюстнтной фазы. Эти свойства оптимальны при содержании Сг > 15 %. Жаропрочные хромистые чугуны (> 10 % Сг), как правило, яшппотся белыми чугунами. Никель повышает жаростойкость чугунов даже при небольших добавках (0,5-2,0 %). Однако это влияние ощупвю лишь в области относительно низких температур. При 950 'С жаростойкими являются чугуны, содержащие не менее 25 % М. Прн таких концентрациях никеля чугуны имеют однофазную аустеннтную структуру металлической основы. Для повышения жаростойкости и сохранения других свойсгв наиболее эффективно комплексное легирование, например хромом и никелем, хромом и медью, кремнием и алюминием и т. д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
