Влияние химического состава на коррозионную стойкость
Влияние химического состава на коррозионную стойкость - раздел Геология, Курс лекций по специальным чугунам Область применения отливок из специальных чугунов охватывает практически все отрасли экономики – добычу и обогащение полезных ископаемых
Хром Относится К Самопассивирующимся Металлам. При Механическ...
Хром относится к самопассивирующимся металлам. При механическом повреждении пассивной плёнки оксидов хрома она легко самопроизвольно восстанавливается. Пассивность хромистых чугунов приводит к резкому торможению анодного процесса коррозии и сопровождается сдвигом электродного потенциала в положительную сторону.
Хром с железом образует ряд твёрдых растворов и интерметаллид FeCr (σ фаза). С углеродом Cr образует ряд карбидов:
(Fe, Сr)3C, (Fe, Сr)7C3, (Fe, Сr)23C6. Эти карбиды имеют электрохимический потенциал близкий к потенциалу хромистого феррита (-0,446), и по этому они практически не снижают коррозионной стойкости чугунов. С точки зрения химической стойкости полезным является только хром, находящийся в твёрдом растворе. Количество хрома в твёрдом растворе определяет плотность пассивирующей плёнки на поверхности сплава и стойкость его в тех или иных агрессивных средах. В сильно окисляющих реагентах пассивность наступает при меньшем содержании хрома, а при слабо окисляющих реагентах пассивность наступает при большем содержании хрома.
При содержании хрома 11,8 % наступает первая граница стойкости. Такие сплавы являются стойкими в разбавленной азотной кислоте при комнатной температуре. Повышение содержания хрома увеличивает коррозионную стойкость в азотной кислоте. Содержание хрома в чугунах должно быть не менее 12 – 13 %. Коррозионная стойкость хромистых чугунов зависит от соотношения хрома и углерода, которая определяет распределение хрома между матрицей и карбидами (рис. 2.1). Массовая доля хрома в карбиде составляет 30 – 50 %. Соотношение массовых долей хрома и углерода должно быть от 17:1 до 10:1.
В высокохромистых чугунах большая часть углерода в чугунах связана в карбиды, содержание свободного хрома практически не выходит за пределы первой границы устойчивости. В связи с этим коррозионная стойкость хромистых чугунов ниже чем высокохромистых сталей.
Кремний уменьшает растворимость углерода в хромистом феррите, образует с хромом химическое соединение CrSi, что неблагоприятно отражается на химической стойкости сплава.
Рис. 2.1. Влияние хрома и углерода на коррозионную стойкость чугунов: Ι - стойкие, ΙΙ – относительно стойкие, ΙΙΙ – нестойкие.
Концентрация марганца в хромистых чугунах ограничивается 0,5 - 0,8 % при минимальном содержании серы. Для улучшения антикоррозийных свойств и борьбы с крупнозернистым строением содержание марганца можно повысить до 2 - 3 %. При этом увеличивается сопротивление коррозии в кипящей 20 %-ной HNO3, в 1 %-ной H2SO4, 85 %-ной H3PO4.
Молибден до 3,5 % повышает коррозионную стойкость хромистых чугунов за счёт эффективного содержания хрома в твёрдом растворе в ряде разбавленных растворов кислот (H2SO, H3PO4, HCl, HSO3, уксусной, муравьиной). Молибден обладает высокой пассивирующей способностью в некоторых восстановительных средах за счёт образования плёнки, состоящей из 53 % FeO, 32 % Cr2O3 и 15 % MoO3.
Титан измельчает структуру чугуна и оказывает положительное влияние на коррозионную стойкость. Содержание титана в высокохромистом чугуне обычно не превышает 0,5 %, что устраняет транскристаллизацию, измельчает структуру, повышает механические свойства. Титан повышает коррозионную стойкость хромистых чугунов в растворах серной, соляной, фосфорной, азотной кислот.
Медь при введении в хромистый чугун обычно повышает его химическую стойкость, но не устраняет транскристаллизацию. Содержание меди может находиться в пределах 0,5 – 8 %.
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 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