Dodając do żeliwa pewną ilość określonych pierwiastków stopowych, można uzyskać żeliwo stopowe o wyższej odporności na korozję w niektórych mediach. Żeliwo o wysokiej zawartości krzemu jest jednym z najczęściej stosowanych. Szereg żeliw stopowych zawierających od 10% do 16% krzemu nazywa się żeliwami o wysokiej zawartości krzemu. Z wyjątkiem kilku odmian, które zawierają od 10% do 12% krzemu, zawartość krzemu na ogół waha się od 14% do 16%. Gdy zawartość krzemu jest mniejsza niż 14,5%, właściwości mechaniczne można poprawić, ale odporność na korozję jest znacznie zmniejszona. Jeśli zawartość krzemu osiągnie więcej niż 18%, mimo że jest on odporny na korozję, stop staje się bardzo kruchy i nie nadaje się do odlewania. Dlatego najczęściej stosowanym w przemyśle jest żeliwo o wysokiej zawartości krzemu zawierające od 14,5% do 15% krzemu. [1]
Zagraniczne nazwy handlowe żeliwa wysokokrzemowego to Duriron i Durichlor (zawierające molibden), a ich skład chemiczny przedstawiono w poniższej tabeli.
| model | Główne składniki chemiczne,% | ||||||
| krzem | molibden | chrom | mangan | siarka | fosfor | żelazo | |
| Żeliwo o wysokiej zawartości krzemu | 〉14,25 | — | — | 0,50 ~ 0,56 | 〈0,05 | 〈0,1 | Pozostać |
| Żeliwo zawierające molibden o wysokiej zawartości krzemu | 〉14,25 | 〉3 | 少量 | 0,65 | 〈0,05 | 〈0,1 | Pozostać |
Odporność na korozję
Powodem, dla którego żeliwo o wysokiej zawartości krzemu i zawartości krzemu przekraczającej 14% ma dobrą odporność na korozję, jest to, że krzem tworzy warstwę ochronną złożoną z Nieodpornego na korozję.
Ogólnie rzecz biorąc, żeliwo o wysokiej zawartości krzemu ma doskonałą odporność na korozję w mediach utleniających i niektórych kwasach redukujących. Może wytrzymać różne temperatury i stężenia kwasu azotowego, kwasu siarkowego, kwasu octowego, kwasu solnego w normalnej temperaturze, kwasów tłuszczowych i wielu innych mediów. korozja. Nie jest odporny na korozję przez media takie jak wysokotemperaturowy kwas solny, kwas siarkawy, kwas fluorowodorowy, halogen, żrący roztwór alkaliczny i stopione zasady. Przyczyną braku odporności na korozję jest to, że warstwa ochronna na powierzchni rozpuszcza się pod działaniem żrących zasad, a pod wpływem kwasu fluorowodorowego przechodzi w stan gazowy, który niszczy warstwę ochronną.
Właściwości mechaniczne
Żeliwo o wysokiej zawartości krzemu jest twarde i kruche i ma słabe właściwości mechaniczne. Powinien unikać uderzenia łożyska i nie może być używany do wytwarzania zbiorników ciśnieniowych. Odlewów na ogół nie można poddać obróbce innej niż szlifowanie.
Wydajność obróbki
Dodanie niektórych pierwiastków stopowych do żeliwa o wysokiej zawartości krzemu może poprawić jego wydajność obróbki. Dodanie stopu magnezu ziem rzadkich do żeliwa o wysokiej zawartości krzemu zawierającego 15% krzemu może oczyścić i odgazować, poprawić strukturę osnowy żeliwa i sferoidyzować grafit, poprawiając w ten sposób wytrzymałość, odporność na korozję i wydajność przetwarzania żeliwa; do odlewania Wydajność również uległa poprawie. Oprócz szlifowania to żeliwo o wysokiej zawartości krzemu można również toczyć, gwintować, wiercić i naprawiać pod pewnymi warunkami. Jednak nadal nie nadaje się do nagłego chłodzenia i nagłego ogrzewania; jego odporność na korozję jest lepsza niż w przypadku zwykłego żeliwa o wysokiej zawartości krzemu. , zaadaptowane media są w zasadzie podobne.
Dodanie 6,5% do 8,5% miedzi do żeliwa o wysokiej zawartości krzemu zawierającego 13,5% do 15% krzemu może poprawić wydajność obróbki. Odporność na korozję jest podobna do odporności na korozję zwykłego żeliwa o wysokiej zawartości krzemu, ale jest gorsza w przypadku kwasu azotowego. Materiał ten nadaje się do wytwarzania wirników i tulei pomp odpornych na silną korozję i zużycie. Wydajność obróbki można również poprawić poprzez zmniejszenie zawartości krzemu i dodanie pierwiastków stopowych. Dodanie chromu, miedzi i pierwiastków ziem rzadkich do żeliwa krzemowego zawierającego od 10% do 12% krzemu (zwanego średnim żelazokrzemem) może poprawić jego kruchość i przetwarzalność. Można je toczyć, wiercić, gwintować itp., a w przypadku wielu mediów odporność na korozję jest nadal zbliżona do odporności na korozję żeliwa o wysokiej zawartości krzemu.
W przypadku żeliwa średniokrzemowego o zawartości krzemu od 10% do 11% plus 1% do 2,5% molibdenu, 1,8% do 2,0% miedzi i 0,35% pierwiastków ziem rzadkich wydajność obróbki jest lepsza, można je toczyć i odporny. Odporność na korozję jest podobna do odporności na korozję żeliwa o wysokiej zawartości krzemu. Praktyka wykazała, że tego rodzaju żeliwo stosowane jest jako wirnik pompy rozcieńczonego kwasu azotowego do produkcji kwasu azotowego oraz wirnik pompy obiegowej kwasu siarkowego do suszenia chloru, a efekt jest bardzo dobry.
Wyżej wymienione żeliwa wysokokrzemowe mają słabą odporność na korozję wywołaną kwasem solnym. Ogólnie rzecz biorąc, są odporne na korozję jedynie w kwasie solnym o niskim stężeniu w temperaturze pokojowej. W celu poprawy odporności korozyjnej żeliwa wysokokrzemowego w kwasie solnym (zwłaszcza w gorącym kwasie solnym) można zwiększyć zawartość molibdenu. Na przykład dodanie 3% do 4% molibdenu do żeliwa wysokokrzemowego o zawartości krzemu od 14% do 16% może spowodować, że żeliwo wysokokrzemowe zawierające molibden utworzy warstwę ochronną tlenochlorku molibdenu na powierzchni odlewu pod działanie kwasu solnego. Jest nierozpuszczalny w kwasie solnym, co znacznie zwiększa jego odporność na korozję wywołaną kwasem solnym w wysokich temperaturach. Odporność na korozję pozostaje niezmieniona w innych mediach. To żeliwo o wysokiej zawartości krzemu nazywane jest również żeliwem odpornym na chlor. [1]
Obróbka żeliwa o wysokiej zawartości krzemu
Żeliwo o wysokiej zawartości krzemu ma zalety wysokiej twardości (HRC = 45) i dobrej odporności na korozję. Stosowano go jako materiał na pary cierne uszczelnień mechanicznych w produkcji chemicznej. Ponieważ żeliwo zawiera 14-16% krzemu, jest twarde i kruche, występują pewne trudności w jego wytwarzaniu. Jednakże ciągła praktyka udowodniła, że żeliwo o wysokiej zawartości krzemu można nadal obrabiać w określonych warunkach.
Żeliwo o wysokiej zawartości krzemu jest obrabiane na tokarce, prędkość wrzeciona jest regulowana w zakresie 70 ~ 80 obr/min, a posuw narzędzia wynosi 0,01 mm. Przed toczeniem zgrubnym krawędzie odlewu należy zeszlifować. Maksymalna wielkość posuwu przy toczeniu zgrubnym wynosi zazwyczaj 1,5 do 2 mm dla przedmiotu obrabianego.
Materiałem głowicy narzędzia tokarskiego jest YG3, a materiałem trzpienia narzędzia jest stal narzędziowa.
Kierunek cięcia jest odwrotny. Ponieważ żeliwo wysokokrzemowe jest bardzo kruche, cięcie odbywa się od zewnątrz do wewnątrz, w zależności od ogólnego materiału. Na koniec narożniki zostaną wyszczerbione, a krawędzie wyszczerbione, co spowoduje zeskrobanie przedmiotu obrabianego. Zgodnie z praktyką, aby uniknąć odprysków i odprysków, można zastosować cięcie odwrotne, a ostateczna ilość cięcia lekkiego noża powinna być niewielka.
Ze względu na dużą twardość żeliwa wysokokrzemowego, główna krawędź skrawająca narzędzi tokarskich różni się od zwykłych narzędzi tokarskich, co widać na rysunku po prawej stronie. Trzy typy narzędzi tokarskich pokazane na rysunku mają ujemne kąty natarcia. Główna krawędź skrawająca i dodatkowa krawędź skrawająca narzędzia tokarskiego mają różne kąty w zależności od różnych zastosowań. Rysunek a przedstawia narzędzie do toczenia kołowego wewnętrznego i zewnętrznego, główny kąt odchylenia A=10°, a wtórny kąt odchylenia B=30°. Rysunek b przedstawia narzędzie do toczenia końcowego, główny kąt deklinacji A=39° i wtórny kąt deklinacji B=6°. Rysunek C przedstawia narzędzie do toczenia ukośnego, główny kąt odchylenia = 6°.
Wiercenie otworów w żeliwie wysokokrzemowym odbywa się zazwyczaj na wytaczarce. Prędkość wrzeciona wynosi od 25 do 30 obr/min, a wielkość posuwu wynosi od 0,09 do 0,13 mm. Jeżeli średnica wiercenia wynosi od 18 do 20 mm, do szlifowania rowka spiralnego należy użyć stali narzędziowej o większej twardości. (Rowek nie powinien być zbyt głęboki). Kawałek węglika YG3 osadza się w głowicy wiertła i szlifuje pod kątem odpowiednim do wiercenia materiałów ogólnych, dzięki czemu wiercenie można wykonywać bezpośrednio. Przykładowo, wiercąc otwór większy niż 20 mm, można najpierw wywiercić od 18 do 20 otworów, a następnie wykonać wiertło według wymaganego rozmiaru. Głowicę wiertła zatapia się w dwóch kawałkach węglika (stosuje się materiał YG3), a następnie szlifuje na półokrąg. Powiększ otwór lub obróć go szablą.
aplikacja
Ze względu na doskonałą odporność na korozję kwasową, żeliwo o wysokiej zawartości krzemu jest szeroko stosowane do chemicznej ochrony przed korozją. Najbardziej typowym gatunkiem jest STSil5, który jest używany głównie do produkcji kwasoodpornych pomp odśrodkowych, rur, wież, wymienników ciepła, zbiorników, zaworów i kurków itp.
Ogólnie rzecz biorąc, żeliwo o wysokiej zawartości krzemu jest kruche, dlatego należy zachować szczególną ostrożność podczas instalacji, konserwacji i użytkowania. Nie uderzaj młotkiem podczas montażu; montaż musi być dokładny, aby uniknąć lokalnej koncentracji naprężeń; drastyczne zmiany różnicy temperatur lub lokalne nagrzewanie są surowo zabronione podczas pracy, szczególnie podczas uruchamiania, zatrzymywania lub czyszczenia, prędkość ogrzewania i chłodzenia musi być niska; nie nadaje się do stosowania jako sprzęt ciśnieniowy.
Można z niego wytwarzać różne odporne na korozję pompy odśrodkowe, pompy próżniowe Nesslera, kurki, zawory, rury i złącza rurowe o specjalnych kształtach, rury, ramiona Venturiego, separatory cyklonowe, wieże denitryfikacyjne i wieże bielące, piece koncentracyjne i płuczki wstępne, itp. Podczas produkcji stężonego kwasu azotowego temperatura kwasu azotowego, gdy jest on stosowany jako kolumna odpędowa, wynosi od 115 do 170°C. Pompa odśrodkowa stężonego kwasu azotowego tłoczy kwas azotowy o stężeniu do 98%. Służy jako wymiennik ciepła i wieża wypełniona dla mieszanego kwasu siarkowego i kwasu azotowego i jest w dobrym stanie. Piece grzewcze do benzyny w produkcji rafinacyjnej, wieże destylacyjne bezwodnika octowego i wieże destylacyjne benzenu do produkcji celulozy trioctanowej, pompy kwasowe do produkcji kwasu octowego lodowatego i ciekłego kwasu siarkowego, a także różne pompy i kurki kwasu lub roztworów soli itp. wszystkie używane w zastosowaniach o wysokiej wydajności. Żeliwo krzemowe.
Żeliwo o wysokiej zawartości krzemu i miedzi (stop GT) jest odporne na korozję zasadową i kwasem siarkowym, ale nie na korozję kwasu azotowego. Ma lepszą odporność na alkalia niż żeliwo aluminiowe i wysoką odporność na zużycie. Może być stosowany w pompach, wirnikach i tulejach, które są silnie korozyjne i narażone na zużycie przez szlam.
Czas publikacji: 30 maja 2024 r
