Марки кремнистых коррозионностойких чугунов, их основные свойства, области применения
Марки кремнистых коррозионностойких чугунов, их основные свойства, области применения - раздел Геология, Курс лекций по специальным чугунам Область применения отливок из специальных чугунов охватывает практически все отрасли экономики – добычу и обогащение полезных ископаемых
Гост 7769 – 87 Предусматривает Пять Марок Кремнистых Чугунов,...
ГОСТ 7769 – 87 предусматривает пять марок кремнистых чугунов, отличающихся прежде всего содержанием кремния, углерода и тем, что в некоторых марках имеется молибден (табл. 2.5).
Чугуны марок ЧС13, ЧС15, ЧС17 (ферросилиды) имеют структуру, состоящую из твёрдого раствора кремния и силицидов кремния в α-Fe и включений точечного графита.
Таблица 2.5
Химический состав высококремнистых чугунов по ГОСТ 7769-82
Марка чугуна
Содержание элементов, %
С
Si
Mn
P
S
Mo
ЧС13
0,6-1,4
12,0-14,0
0,8
≤0,10
≤0,07
-
ЧС15
0,3-0,8
14,0-16,0
0,8
≤0,10
≤0,07
-
ЧС15М4
0,5-0,9
14,0-16,0
0,8
≤0,10
≤0,10
3,0-4,0
ЧС17
0,3-0,5
16,1-18,0
0,8
≤0,10
≤0,07
-
ЧС17М3
0,3-0,6
16,0-18,0
1,0
≤0,30
≤0,10
2,0-3,0
Чугуны марок ЧС15М4, ЧС17М3 дополнительно легированы молибденом (антихлоры), имеют такую же структуру, что и ферросилиды, однако молибден повышают коррозионную стойкость в ряде сред и, особенно, в соляной кислоте любой концентрации.
Таблица 2.6
Механические свойства высококремнистых чугунов
Марки
σв, МПа
σизг, МПа
НВ
ЧС13
≤100
≤210
294-399
ЧС15
≤60
≤170
294-390
ЧС15М4
≤60
≤140
390-450
ЧС17
≤40
≤140
390-450
ЧС17М3
≤50
≤100
390-450
Механические свойства высококремнистых чугунов (табл. 2.6) очень низкие, особенно марки ЧС17. Минимально допустимые по стандарту значения предела прочности при растяжении не превышают 100 МПа. При этом твёрдость достаточно высокая: НВ 294-450. Ударная вязкость ферросилидов на образцах без надреза не превышает КС ≤ 5 Дж/см2.
Модифицирование увеличивает механические свойства этих чугунов за счёт десульфурации, рафинирования и придания графиту компактной формы. Модифицированный чугун отличается мелкокристаллической структурой, а отливки повышенной плотностью (модификаторы Mg, Ce).
Физические свойства высококремнистых чугунов характеризуются прежде всего низкой теплопроводностью – в 2 раза ниже, чем у серых чугунов. Плотность высокохромистого чугуна с 15 % Si составляет 6,95 г/см3. При увеличении или уменьшении концентрации кремния на 1 % плотность соответственно уменьшается или увеличивается на 0,1 г/см3.
Коэффициент линейного расширения (α·10-6/К) ферросилидов в интервале температур составляет:
20-100 0С – 3,6, 20-200 0С – 4,0
20-300 0С – 6,75, 20-400 0С – 7,15,
20-500 0С – 7,75, 20-600 0С – 9,0-10,0
Чугуны ЧС13, ЧС15, ЧС17 обладают высокой коррозионной стойкостью при температуре до 300 0С в концентрированных и разбавленных кислотах, растворах щелочей, солей, кроме фтористоводородных и фтористых соединений.
В окислительных кислотах (азотной, серной, хромовой) ферросилиды имеют весьма высокую стойкость, которая зависит от содержания в них кремния, при увеличении концентрации которого коррозионная стойкость их увеличивается.
Ферросилиды стойки также в органических кислотах (уксусной, муравьиной, молочной, лимонной) при различных концентрациях и температурах. В чистой фосфорной кислоте ферросилиды обладают высокой стойкостью, а в технической фосфидной кислоте сплавы не стойки.
Высококремнистые чугуны обладают высокой коррозионной стойкостью в морской воде, в грунтовых водах в условиях анодного растворения, что позволяет применять их для изготовления электродов анодной защиты.
Высококремнистые чугуны с молибденом (антихлоры) иногда дополнительно легируют никелем до 2,5 %. «Антихлоры» устойчивы в HCl любой температуры и концентрации, в HNO3 любой концентрации, в лимонной, серной, фосфорной кислотах.
Не рекомендуется применять «антихлоры» в присутствии брома, паров плавиковой кислоты.
Рекомендуемые условия работы и области применения данных чугунов приведены в табл. 2.7.
Таблица 2.7
Применение высококремнистых чугунов по ГОСТ 7769-82
Марка чугуна
Условие работы
Область применения
ЧС13
ЧС15
ЧС17
Коррозионные среды; концентрированные и разбавленные кислоты, растворы солей, щелочей (кроме фтористоводородных и фтористых) до 3000С; не допускаются механические и термические удары.
Простые по конфигурации детали центробежных насосов, компрессоров, трубопроводов, арматуры, другие детали химической аппаратуры.
ЧС15М4
ЧС17М3
Особо высокая коррозионная стойкость в серной, азотной, соляной кислотах разной концентрации и температуры, водных растворов щелочей и солей при местном перепаде температур до 30 К в теле детали при отсутствии динамических, переменных и пульсирующих нагрузок.
Простые по конфигурации детали, центробежных и поршневых насосов, компрессоров, трубопроводов, детали химической аппаратуры.
Особенности легирования
Легирование является одним из методов управления процессами образования структуры и формирования свойств чугуна. Оно позволяет измельчать первичные структурные составляющие, получат
Особенности жидкого состояния
Природа жидкого состояния является одним из наиболее сложных объектов изучения теории агрегатного состояния металлов и сплавов. Среди множества теорий жидкого состояния широкое приз
Особенности термической обработки
Высокая эффективность термической обработки применительно к отливкам из легированных специальных чугунов делает её неотъемлемой частью всего технологического цикла изготовления изде
Изотермическая закалка
Изотермическая закалка заключается в последовательном проведении двух основных операций: 1) аустенизации, т. е. нагрева до температуры закалки и выдержки; 2) переохлаждения аустенита с последующим
Нормализация
Нормализация отливок из специальных чугунов заключается в нагреве до температур аустенизации, выдержки при этой температуре и спокойном охлаждении на воздухе.
При нормализации легированных
Улучшение
Улучшение отливок из легированных чугунов представляет собой сочетание полной закалки с высоким отпуском.
В практике термической обработки легированных чугунов улучшение ис
Процессы коррозии в чугуне
Причиной повышенной коррозии отливок из чугуна является образование гальванических пар из его структурных составляющих при контакте с агрессивной средой. При этом графит играет роль
Влияние химического состава на коррозионную стойкость
Хром относится к самопассивирующимся металлам. При механическом повреждении пассивной плёнки оксидов хрома она легко самопроизвольно восстанавливается. Пассивность хромистых чугунов
Влияние химического состава на структуру и свойства
В системе сплавов Fe – Si образуются следующие фазы:
- γ-фаза – твёрдый раствор кремния в γ- железе (максимальная растворимость кремния в γ- железе достигает 2,15 %);
Общая характеристика
Обычные низколегированные серый, ковкий, высокопрочный чугуны при нагреве в окислительной среде корродируют, а в результате графитизации увеличивают объем.
Специальные жар
Формирование структуры
Сплавы железа с алюминием, содержащие до 36 % Аl, образуют непрерывный ряд твердых растворов.
В системе Fe – Аl - С образуются углеродсодержащие фазы: графит, Fe3AlC
Влияние хрома на жаростойкость чугунов
Легирование чугуна малыми добавками хрома (до 4 % Cr) повышает устойчивость эвтектического цементита при нагреве и уменьшает рост чугуна. Повышение окалиностойкости низкохромистых ч
Влияние кремния на структуру и свойства чугунов
При содержании 5,6 % Si чугун практически имеет однофазную ферритную матрицу и поэтому отличается высокой ростоустойчивостью. Окалиностойкость кремнистого чугуна связана с образован
Отливки из комплексно-легированных жаростойких чугунов
Кроме стандартных марок жаростойких чугунов для изготовления жаростойких отливок часто используют комплексно-легированные белые хромистые чугуны, которые одновременно являются жароп
Процессы абразивного изнашивания
Реальным условиям работы оборудования и инструмента при абразивном изнашивании соответствуют различные схемы внешнего силового нагружения. Все эти схемы можно систематизировать п
Влияние химического состава на свойства чугунов
Кремний в износостойких чугунах можно рассматривать как легирующий элемент, распределяющийся при кристаллизации между аустенитом и эвтектическим расплавом. Кремний повыша
Влияние структуры на износостойкость
Одним из важнейших факторов, определяющих сопротивление металлических сплавов изнашиванию, является их структурное состояние, а также свойства, взаимное расположение, количественно
Влияние карбидной фазы
Тип и морфология. В чугунах, содержащих до 7 % Сr, образуется легированный хромом цементит (Fe,Cr)3C. Хотя по мере увеличения содержания хрома в чугуне до 7 % микротвердость карб
Влияние металлической основы
Высокая износостойкость определяется также металлической основой, в которой закреплены карбиды.
В настоящее время нет единого мнения, какой должна быть металлическая матриц
Влияние термической обработки
Повысить механические свойства и износостойкость чугуна можно путем термической обработки. Высокая абразивная износостойкость белых чугунов обеспечивается только при мартенситной и
Комплексно-легированные белые износостойкие чугуны
Наибольшей износостойкостью обладают чугуны, соответствующие принципу Шарпи, требующему полной инверсии расположения фаз, т. е. чтобы наиболее твердые структурные составляющие залегали в виде изоли
Общая характеристика
Антифрикционные сплавы, предназначенные для применения в узлах трения со смазкой, должны обеспечивать нормальную работу трущихся деталей как в период приработки, так и при последующей эксплуатации,
Применение
Валки с отбеленным рабочим слоем ЛП и ЛПМ. Эти валки имеют рабочий слой из белого чугуна, переходный слой, состоящий из половинчатого чугуна, и сердцевину из серого чугуна.
Особенности плавки и заливки форм
Плавка чугуна осуществляется при высоких температурах и сопровождается сложными физико-химическими процессами взаимодействия расплава, флюсов, шлаков, печных и атмосферных газов, фу
Литейные свойства специальных чугунов
Жидкотекучесть высокохромистых белых чугунов при оптимальных температурах заливки не уступает жидкотекучести обычного серого чугуна.
Линейная усадка белых чугунов составляет 1,8 - 2,2 %,
Механическая обработка отливок
Механическая обработка отливок из специальных чугунов очень трудоемкая операция. Наиболее трудно обрабатываются отливки из белых износостойких чугунов.
Обрабатываемость бел
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов