Кремнистый чугун
Чугун, легированный кремнием. Используется высоким сопротивлением росту (см. Рост чугуна) и коррозии (см. Коррозия металлов), поэтому наряду с кремнистым жаростойким чугуном (силалом) широкое применение получил чугун высококремнистый химически стойкий (ферросилид). Ферросилид обладает жаростойкостью, эрозионной стойкостью и износостойкостью, но его мех. св-ва невысоки, он тверд и хрупок . Некоторое улучшение мех. св-в чугуна достигается увеличением содержания углерода (несколько выше эвтектического), однако при его избытке возможно образование графитной спели, вызывающей недостаточную гидравлическую плотность.
Добавки в чугун
Микроструктура ферросилида — кремнистый феррит и мелкий междендритный графит. Если кремния > 16 %, возможно образование силицидов. Модифицирование ферросилида способствует образованию шаровидного графита, некоторому улучшению мех. св-в, однако коррозионные св-ва существенно не изменяются. Т-ра плавления ферросилида ~ 1200° С, линейная усадка 1,7—2,3%, плотность ~ 6,9 кг/дм3, коэфф. линейного расширения при т-ре от 0 до 200° С составляет 4,7 X10-6. Кремнистый чугун ферросилид получают в пламенных, мартеновских, дуговых электрических и индукционных печах, применяют иногда метод переплава, к-рый снижает содержание газов и повышает плотность отливок.
В качестве шихтовых материалов используют высокопроцентный ферросилиций (марок ФС45, ФС65, ФС75 и ФС90), чушковый чугун гематит, стальной лом и отходы собственного произ-ва (скрап, литники, брак). Кремнистый чугун (ферросилиций) с повышенным содержанием алюминия и кальция способствует газовой пористости и загрязнению чугуна пленами и неметаллическими включениями. Чрезмерный перегрев кремнистый чугун ведёт к насыщению газами и образованию трещин. Т-ра кремнистого чугуна (ферросилида) при выпуске 1300—1340° С, при заливке 1220—1300° С. Ферросилид обрабатывают наждачными кругами или резцами из сверхтвердых сплавов. Его коррозионную стойкость оценивают на образцах, отливаемых одновременно с изделиями.
Кремнистый чугун (ферросилид) стоек в окислительных кислотах (азотной, серной, хромовой) при различных т-ре и концентрации, во мн. органических кислотах — уксусной, лимонной, муравьиной, молочной, в фосфорной кислоте при норм, т-ре, в растворах солей и щелочей, в морской воде, едком натре (водном растворе), хлористом кальции, хлорной извести и железе, сернокислом и хлористом натрии; стоек в сухом и влажном хлоре, сероуглероде, синильной кислоте и др. агрессивных средах. Однако коррозионная стойкость кремнистого чугуна (ферросилида) недостаточна во мн. сильно агрессивных средах (в азотнокислых солях меди, железа, свинца, натрия и калия, в бисульфате натрия, в виннокаменной, галловой, дубильной, монохлоруксусной и пикриновой кислотах, в двухлористом натрии, в железном купоросе, в алюминиевых квасцах, цинковом купоросе, в сулеме и др.). Особенно интенсивно разрушается он иод воздействием хлоридов при повышенной т-ре (выше 30° С) в слабой соляной кислоте. Ферросилид (кремнистый чугун) марки С-17 достаточно стоек в соляной кислоте только при нормальной (до 20° С) т-ре.
Коррозионную стойкость кремнистый чугун ферросилида в соляной кислоте повышают, легируя его молибденом (не менее 2%). Такой чугун наз. антихлор (марки МФ-15). Он содержит 0,5— 6% С, 15—16% Si, 3,5—4,0% Mo, 0,3—0,5% Мn и не более 0,1% S и Р (каждого). С увеличением содержания кремния повышается коррозионная стойкость антихлора, но значительно возрастают твердость и хрупкость. Введение в антихлор, содержащий более 16% Si, молибдена нецелесообразно, поскольку такой сплав обладает высокой твердостью и хрупкостью. Структура антихлора — твердый раствор кремния, молибдена и углерода в железе, железомолибденовые карбиды и силициды молибдена. Мех. и физические св-ва антихлора почти такие же, как и ферросилида: прочность на изгиб 17—25 кгс/мм2, стрела прогиба 2—3 мм, предел прочности на растяжение 6—7,5 кгс/мм2, ударная вязкость 0,5 кгс · м/см2, твердость 400—450 НВ.
Добавка никеля (до 2,5%) несколько улучшает коррозионную стойкость антихлора, особенно если молибдена содержится до 3%. В отличие от кремнистый чугун ферросилида отливки из антихлора плотны, рост их в процессе затвердевания не происходит. Усадка антихлора (2,2% и более) выше, чем ферросилида, вследствие чего ему в большей степени свойственна склонность к появлению внутренних напряжений, к образованию усадочных раковин и рыхлот. Для снятия внутренних напряжений отливки извлекают из форм при т-ре 800—900° С загружают в нагретую (до т-ры 800—900° С) печь и после выдержки при этой т-ре охлаждают вместе с печью, т. е. проводят отжиг. Выплавляют антихлор в тех же плавильных агрегатах, что и ферросилид. Молибден (в виде ферромолибдена) вводят в жидкую ванну, его угар составляет 4—6%. Антихлор обрабатывают наждачными кругами.
Кремнистый чугун стоек в соляной кислоте различной концентрации при любой т-ре, а также в азотной кислоте всех концентраций, в лимонной, молочной, пикриновой, серной и фосфорной кислотах, в перекиси водорода, четыреххлористом углероде, железном купоросе, сернистом газе и др. Антихлор не применяют там, где окислительные кислоты (серная или слабая азотная) чередуются с соляной кислотой, а также в соляной кислоте или в хлористом водороде при наличии брома, паров плавиковой, сернистой и концентрированной кремнефтористоводородной кислот, в расплавленных щелочах. К. ч. используют в хим. машиностроении. Из него изготовляют концентрационные колонны, котлы, насосы, трубы, арматуру и др. изделия. Химический состав и марки антихлора и ферросилида приведены соответственно в ГОСТах 203—41 и 2233—70.
Лит.: Ващенко К. И. Химически стойкие отливки из высоколегированных железоуглеродистых сплавов. Язовских И. М.
Вы читаете, статья на тему кремнистый чугун