рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Процессы коррозии в чугуне

Процессы коррозии в чугуне - раздел Геология, Курс лекций по специальным чугунам Область применения отливок из специальных чугунов охватывает практически все отрасли экономики – добычу и обогащение полезных ископаемых   Причиной Повышенной Коррозии Отливок Из Чугуна Является Образ...

 

Причиной повышенной коррозии отливок из чугуна является образование гальванических пар из его структурных составляющих при контакте с агрессивной средой. При этом графит играет роль катода, а металлическая основа анода. Гальванической парой, но более слабой, является цементит и металлическая основа. Аустенитная матрица имеет более низкий электрохимический потенциал в паре с графитом и цементитом, нежели перлитная или ферритная.

Легированные коррозионностойкие чугуны имеют повышенную коррозионную стойкость либо за счет предотвращения образования графита и легирования матрицы (высокохромистые чугуны), либо за счёт легирования, обеспечивающего создание на поверхности отливки пассивирующих плёнок (высококремнистые чугуны), либо за счёт создания стабильной аустенитной основы (высоконикелевые чугуны).

Различают два основных механизма коррозии – химический и электрохимический. При химической коррозии поверхностный слой металла взаимодействует с окружающей средой, вступая с ней в химические гетерогенные реакции. Этот процесс идёт без образования гальванических пар. Электрохимическая коррозия протекает в водных растворах электролита, влажных газах, расплавах солей и щелочей. Она связана с появлением электрического тока между структурными составляющими, которые являются элементами гальванических пар. При этом одновременно протекают два процесса: окислительный (растворение металла на катоде) и восстановительный (восстановление кислорода и других окислителей на аноде).

Среди структурных составляющих серого чугуна (графита, цементита, феррита) наиболее высокий электродный потенциал имеет графит (+ 0,37), а наименьший – феррит (- 0,44). Электродвижущая сила (разность потенциалов) гальванической пары феррит – графит достигает ~ 0,81 В, а пары феррит – цементит 0,1В, т.е. значительно меньше. Поэтому интенсивность электрохимической коррозии железа зависит от того, в каком виде, связанном (цементит) или свободном (графит), присутствует углерод в чугуне.

Наибольшим сопротивлением коррозии в различных агрессивных средах обладают белые чугуны, в которых весь углерод связан в карбиды. При этом коррозионная стойкость нелегированного и низколегированного белого чугуна, в свою очередь, зависит от количества углерода в нём, и, следовательно, от количества цементита. Количество возникающих гальванических пар феррит – цементит сначала растёт по мере увеличения содержания углерода, достигает максимума при равном количестве в структуре феррита и цементита, а затем снижается вследствие уменьшения количества отрицательно заряженного феррита и возрастания положительно заряженного цементита, что снижает коррозию.

Разность потенциалов гальванических пар зависит от длины включений графита, его распределения, формы, типа металлической матрицы и агрессивности среды. Для придания чугуну высокой коррозионной стойкости графит должен быть пластинчатый или округлой формы, небольших размеров и равномерно распределён в металлической основе чугуна.

Большое влияние на коррозионную стойкость чугуна оказывает легирование, которое изменяет электродный потенциал основы или приводит к образованию защитной коррозионной плёнки.

В чистых Fe - C славах при высоком содержании кремния коррозионная стойкость растёт вследствие образования богатого кремнием однородного твёрдого раствора с низким отрицательным электродным потенциалом, а также за счёт формирования на поверхности металла защитной плёнки. Малые же добавки кремния ухудшают коррозионную стойкость отливок из серого чугуна как в щелочах, так и в кислотах.

Марганец слабо влияет на коррозионную стойкость чугуна, хотя несколько улучшает её при содержание до 0,8 %. При большем содержании из-за сорбитизирующего влияния на структуру действие марганца отрицательно.

Сера снижает коррозионную стойкость чугуна вследствие образования сернистых включений MnS, FeS.

Фосфор незначительно повышает сопротивление коррозии в кислотах, нейтральных средах и в атмосфере при содержании его в чугуне до 0,4 - 0,6 %. В щелочах фосфор снижает коррозионную стойкость чугуна.

Неметаллические включения (оксиды, сульфиды, гидриды, шлаковые включения и др.) дают с железом достаточную для развития процесса коррозии разность потенциалов и в связи с этим является нежелательными.

Все технологические мероприятия, которые могут обеспечить увеличение плотности отливок, снижение содержания газов и вредных примесей (модифицирование, оптимальное охлаждение, рафинирование и др.) снижают скорость коррозии. Большое значение для обеспечения коррозионной стойкости имеет состояние поверхности отливки. Повышает коррозионную стойкость сплошная корка окалины, образовавшаяся при отжиге чугуна, литейная корка, если её сплошность не нарушена.

Коррозионная стойкость металлов и сплавов существенно зависит от их способности к пассивированию во время эксплуатации.

Пассивность – это состояние относительно высокой коррозионной стойкости металла или сплава, вызванное торможением анодной реакции ионизации металла в определённой области потенциалов за счёт образования на металлической поверхности фазовых или адсорбированных слоёв. К легко пассивирующимся металлам относится Cr, Al, Ni, Ti, W, Mo, V, Nb, Zr и др. Поэтому, легирование такими элементами чугунов, приводит к повышению их сопротивления коррозии, не только в случае образования сплавов типа твёрдых растворов, но и за счёт, например, связывания углерода в карбиды и образования защитной плёнки.

В зависимости от скорости коррозии, металлы и сплавы разбиты на группы по 10 бальной шкале. Шкала для Fe – C сплавов дана в табл. 2.1. Коррозионностойкие чугуны относятся к группам Ι, ΙΙ, ΙΙΙ.

 

Таблица 2.1

 

Шкала коррозионной стойкости для железа и его сплавов

Характеристика стойкости Группа стойкости Потери массы, г/м2·ч Балл коррозионной стойкости
Совершенностойкие Ι до 0,0009
Весьма стойкие ΙΙ 0,0009-0,0045
То же ΙΙ 0,0045-0,009
Стойкие ΙΙΙ 0,009-0,045
То же ΙΙΙ 0,045-0,09
Пониженной стойкости ΙV 0,09-0,45
То же ΙV 0,45-0,9
Малостойкие V 0,9-4,5
То же V 4,5-9,1
Нестойкие свыше 9,1

 

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Курс лекций по специальным чугунам Область применения отливок из специальных чугунов охватывает практически все отрасли экономики – добычу и обогащение полезных ископаемых

Введение.. Диапазон механических и служебных свойств современных типов и марок чугунов весьма широк Серый чугун с пластин чатым..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Процессы коррозии в чугуне

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

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

Первичные фазы и распределение легирующих элементов в чугунах
  Первичной структуре принадлежит решающее влияние в формировании свойств чугунов. Влияние первичной структуры на процесс формирования свойств чугунов не утрачивает своего значения и

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

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

Марки хромистых коррозионностойких чугунов, их основные свойства, области применения
  ГОСТ 7769 – 87 предусматривает три марки высокохромистых чугунов, отличающихся прежде всего содержанием хрома, углерода и кремния (табл. 2.2). Таблица 2.2 Химическ

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 %);

Марки кремнистых коррозионностойких чугунов, их основные свойства, области применения
  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).

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

Марки жаростойких алюминиевых чугунов, их основные свойства, области применения
  ГОСТ 7769 - 82 «Чугун легированный для отливок со специ­альными свойствами» предусматривает пять марок чугуна ле­гированного алюминием. Основным требованием к чугуну каждой марки (т

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

Марки жаростойких хромистых чугунов, их основные свойства, области применения
  Для изготовления жаростойких отливок применяются низко- и высокохромистые чугуны, марки которых приведены в ГОСТ 7769-82 (табл. 3.1). Низкохромистые чугуны марок ЧХ1, ЧХ2,

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

Марки кремнистых жаростойких чугунов, их основные свойства, области применения
  ГОСТ 7769 - 82 предусматривает две марки жаростойкого кремнистого чугуна ЧС5 и ЧС5Ш. Химический состав чугунов марок ЧС5 и ЧС5Ш и механические свойства жаростойких кремнистых чугуно

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

Марки жаропрочных чугунов, их основные свойства, области применения
  Марки и химический состав жаростойких чугунов приведены в ГОСТ 7769-82. Высоконикелевые чугуны, обладают высокой жаропрочностью, немагнитностью, износостойкостью, являются

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

Марки износостойких чугунов, их основные свойства, области применения
  ГОСТ 7769-82 «Чугун легированный для отливок со специальными свойствами» предусматривает девять марок белых износостойких чугунов: низколегированный хромистый марки ЧХ3Т, высоколеги

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,

Марки антифрикционных чугунов, их основные свойства, области применения
ГОСТ 1585 - 85 устанавливают 10 марок антифрикционного чу­гуна для отливок, работающих в узлах трения со смазкой. Стан­дарт регламентирует иххимический состав (табл. 6.1), микро­структуру и твердос

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.

Химический состав рабочего слоя валков
Марка валка Химический состав, % C Si Mn Cr Ni S P

Влияние легирующих элементов на свойства рабочего слоя двухслойных валков
Известно, что первичная литая структура оказывает решающее влияние на формирование свойств чугунов в отливках при их охлаждении в форме или во время термической обработки. Первичная кристаллизация

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 %,

Особенности технологии формы в зависимости от свойств специальных чугунов
  Технологический процесс изготовления деталей из специальных чугунов, несмотря на разнообразие применяемых составов и большое чис­ло марок, имеет много общих черт. Это сходство опред

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?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги