Содержание водорода в чугуне увеличивается с повышением температуры заливки. Содержание водорода также увеличивается в чугуне с постоянным содержанием магния и изменяющейся концентрацией алюминия. Увеличение количества магния также приводит к увеличению содержания водорода, что может послужить объяснением секрета образования чугуна с шаровидным графитом.
Водород оказывает сильное влияние на жидкотекучесть (табл. 9) и механические свойства отливок из серого чугуна (табл. 10). Термическая обработка способна сильно изменять содержание водорода, что в последующем окажется очень важным (табл. 11).
* Температура измерялась термопарой погружения.
Таблица 10. Влияние содержания водорода в жидком чугуне на механические свойства отлитых из него образцов серого чугуна (диаметр образцов 20 мм)
На газосодержание Fe-C-сплавов оказывает влияние в первую очередь углерод. Поэтому определение связи содержания углерода с содержанием водорода, азота и кислорода было задачей многих исследовательских работ. Например, была сделана попытка установить связь между диаграммой состояния и содержанием газов в сплавах, выплавленных при обычных условиях в высокочастотной кислой печи емкостью 40 кг. Плавки были проведены при практически одинаковой погоде, быстро, в течение одного месяца, вследствие чего изменение влажности воздуха и атмосферного давления не контролировалось. В качестве шихты использовался специально выплавленный синтетический чугун с высоким содержанием углерода (4,5 %С; 0,40 % Si; 0,14 %Mn), а также использовались армко-железо, 80%-ный ферромарганец и 75%-ный ферросилиций.
Для приближения к реальным условиям исследовалась система Fe-C при разном содержании углерода не в чистом виде, а при постоянном присутствии кремния и марганца. При анализе влияния металлов на водород создаются небольшие трудности. Поэтому сразу же после заливки образцы помещались в приспособление под ртуть. Содержание кислорода в стали, выплавленной в индукционной печи, так же, как и в мартеновской стали, по ходу плавки определяется главным образом уровнем углерода.
Количество выделившегося водорода увеличивается с течением времени хранения, причем оно особенно велико в первые сутки после заливки.
С увеличением содержания углерода в расплаве до 4,42 % количество выделившегося водорода постепенно уменьшается вплоть до полного прекращения выделения. При дальнейшем увеличении содержания углерода в сплаве выделение водорода снова возобновляется, но количество выделившегося газа незначительно.
Вопросы, связанные с содержанием и состоянием водорода в чугуне, относятся к числу наименее изученных. Научная информация по ним весьма ограничена и наиболее запутана. В качестве примера разнообразия этих данных сообщается, что общее содержание водорода в сером чугуне колеблется от 2,24 до 11,2 см3/100 г (0,0002 – 0,0010%). При исследовании равновесной растворимости было установлено, что серый чугун может поглощать 20–30 см3/100 г (0.00178 – 0.002%) водорода. С другой стороны, отмечается, что содержание водорода в чугуне колеблется в пределах от 0,56 до 33,6 см3/100 г (0,00005 – 0,0030%).
На протяжении ряда лет авторами были накоплены многочисленные результаты опытов определения содержания газов в чугуне, проведенных методом вакуум-плавления при температуре 1650°С и 1·104 мм.рт.ст. В ваграночном сером чугуне содержание газов, как правило, определялось в образцах, выточенных из проб для механических испытаний, в ковком чугуне оно определялось после отжига.
Содержание водорода в твердых доменном литейном, ваграночном и ковком, выплавленном дуплекс-процессом, чугунах после отжига колеблется соответственно в пределах: от 3,43 до 30,00 см3/100 г (0.00030 – 0,0027), от 0,69 до 20,35 см3/100 г (0,00006 – 0,0026%), от 0,57 до 11,4 см3/100г (0,00005 – 0,0010%).
Сопоставление результатов определения содержания водорода с содержанием в тех же образцах кислорода показало, что для содержания кислорода в ваграночном сером и ковком чугунах, в отличие от содержания водорода во всех чугунах и кислорода в доменном литейном чугуне, характерен ясно выраженный максимум.
Приведенные данные относятся только к тому содержанию водорода, которое осталось в чугуне после затвердевания и
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.