Химические свойства. Коррозия металлов и сплавов. Перспективы применения нелегированного доменного чугуна без выделений графита, страница 18

4.4.3 Высококремнистый

Из диаграммы состояния сплавов железо–кремний (рисунок 4.3) видно, что сплавы Fe-Si образуют следующие фазы: g-фазу, представляющую собой твердый раствор кремния в g-железе (максимальная растворимость кремния в g-железе достигает 2,15%), a-фазу – твердый раствор кремния в a-железе (максимальная растворимость кремния в a-железе при 20°С составляет 15,2%). Выше этого содержания кремний образует интерметаллиды типа Fe_mSi_n (силициды). Интерметаллид Fe₃Si₂ содержит 25,09% Si. Фаза h – химическое соединение Fe₅Si₃, содержащее 24,1% Si, фаза e - химическое соединение FeSi, содержащее 33,3% Si.

Диаграмма fe-C-Si с 16% Si приведена на рисунке 4.4. При содержании кремния свыше 10% аустенит на диаграмме отсутствует.

Стойкость ферросилидов против коррозии объясняется образованием оксидной пассивной пленки и гидратированных оксидов кремния на поверхности отливки и наличием однородной структуры.

Увеличение содержания углерода в сплаве улучшает его механические свойства, но ухудшает коррозионную стойкость. Добавки марганца, никеля, хрома, свинца улучшает обрабатываемость, но ухудшают химическую стойкость сплава.

Фосфор и сера отрицательно влияют на свойства ферросилидов. Молибден при содержании 2,5-4% повышает стойкость сплава в соляной кислоте любой концентрации.

Медь повышает механические свойства ферросилида, однако ухудшает его коррозионную стойкость.

Рисунок 4.3 – Диаграмма состояния Fe – Si

Рисунок 4.4 – Диаграмма Fe-Si-C при 16% Si

Химический состав отечественных и некоторых зарубежных марок чугуна приведены в таблицах 4.16 и 4.17.

Чугуны марок Чс15М4 и ЧС 17М3, дополнительно легированные молибденом (антихлоры), имеют такую же структуру, что и ферросилиды, однако молибден повышает коррозионную стойкость в ряде сред и, особенно, в соляной кислоте любой концентрации. Чугуны марок ЧС13, Чс15, ЧС17 (ферросилиды) имеют структуру, состоящую из твердого раствора кремния и силицидов кремния в a-железе и включений точечного графита.

Таблица 4.16 – Химический состав высококремнистого чугуна

(по ГОСТ 7769-82)