Химические свойства. Коррозия металлов и сплавов. Перспективы применения нелегированного доменного чугуна без выделений графита, страница 23

Титан размельчает структуру чугуна и оказывает положительное влияние на антикоррозионные свойства. Весьма действенна добавка 0,5%  Ti к чугуну с 27% Cr и 10% С. В этом случае устраняется транскристаллизация и происходит измельчение структуры, механические свойства повышаются. Химическая стойкость при добавке 0,5% Ti увеличивается в 20%-ной H₂SO₄ , 20%-ной HCl и 85%-ной H₃PO₄ при температуре кипения. При добавке ti свыше 0,5% измельчение структуры уменьшается. При содержании 0,6-10% Ti c добавкой от 5 до 6% Сr сплав стоек в 70-%-ной H₂SO₄. Содержание  титана в этом сплаве 0,8-1,5% делает его стойким в 80%-ной H₂SO₄ при 60°С. Механические свойства чугуна при легировании титаном возрастают.

Рекомендуется введение в высокохромистый чугун 0,1-0,3% азота для повышения механических свойств, однако пластичность и вязкость чугуна остаются низкими из-за присутствия карбидной фазы в сплаве.

Медь, будучи добавлена в высокохромистый чугун в количествах от 0,5 до 2,0%, повышает химическую стойкость, но не устраняет транскристаллизацию.

ГОСТ 7769-82 предусматривает три марки высокохромистых чугунов, отличающихся прежде всего содержанием хрома, а также содержанием углерода и кремния  (таблица 4.21).

Таблица 4.21 – Химический состав коррозионностойких чугунов

(ГОСТ 7769-82)

В таблице 4.22 приведен химический состав коррозионностойких чугунов типа «хромэкс», «Фуродит», применяемых за рубежом.

Таблица 4.22 – Химический состав некоторых коррозионностойких чугунов, применяемых за рубежом

Высокохромистые чугуны марок ЧХ22С, ЧХ28, ЧХ32 имеют содержание хрома в пределах 20-34%. При таком содержании хрома в чугуне наряду с карбидами хрома образуется хромистый феррит, в котором содержится не менее 13% Cr. Электрохимический потенциал такого феррита близок к электрохимическому потенциалу карбидов хрома и является причиной высокой коррозионной стойкости чугунов.

Дополнительное легирование кремнием (чугун марки ЧХ22С), хотя и охрупчивает чугун, но повышает коррозионную стойкость в концентрированных азотной и фосфорной кислотах.

Данные о коррозионной стойкости высокохромистых чугунов приведены в таблице 4.23.

Высокохромистые чугуны обладают повышенной коррозионной стойкостью в кислородоокисляющих средах (рисунок 4.12): в азотной, фосфорной, крепкой серной кислотах, во многих органических кислотах, растворах щелочей, солей, в морской и родниковой воде. При взаимодействии с водородвыделяющими кислыми средами (разбавленной серной кислотой) стойкость значительно ниже.

1 – в концентрированной HNO₃; 2 – в 25%-ной HNO₃; 3 – в 6%-ной HNO₃;

4 – в 50%-ной CH₃COOH; 5 – в концентрированной H₂SO₄

Рисунок 4.12 – Коррозионная стойкость хромистых чугунов с различным содержанием хрома и углерода в кислотах

Таблица 4.23 – Коррозионная стойкость высокохромистых чугунов