многодневного хранения его в обычных условиях окружающей среды.
Исследовали содержание, характер распределения и формы существования водорода в чугуне в зависимости от степени эвтектичности и условий кристаллизации, а также поведение твердых образцов чугунов в условиях среды, содержащей водород.
Плавка производилась в индукционной печи (40 кг). Во всех случаях перед отбором проб температура доводилась до 1500°С Состав чугунов (%) и степень их эвтектичности (Sc) приведены ниже:
Содержание водорода определялось в жидком чугуне и в образцах чугуна, затвердевшего с различной скоростью. Кристаллизация регулировалась так, чтобы чугун имел белый, половинчатый и серый изломы. Пробы жидкого чугуна отбирались с помощью кварцевой трубки диаметром 10 мм с запаянным концом. На расстоянии 100 мм от запаянного конца в трубке были два отверстия диаметром 5 мм через которые затекал чугун. После извлечения из жидкого чугуна трубка переносилась в холодную воду. Образец затвердевшего чугуна извлекался из трубки, последовательно промывался в спирте, ацетоне, эфире и немедленно помещался в прибор для улавливания подвижной части водорода.
Последующее определение газосодержания производилось методом вакуум-плавления при температуре 1600°С и остаточном давлении 1·10–4 мм.рт.ст. Во всех случаях параллельно анализировались 5–8 проб.
Результаты исследования представлены в табл. 12. Как видно из приведенных данных, по мере увеличения степени эвтектичности общее содержание водорода в чугуне снижается. Количество водорода, удаляющегося при хранении, составляет около 80 % от общего его содержания. Общий объем газов, определяемый при вакуум-плавлении чугуна, равен 50 – 60 % от содержания его в жидком чугуне.
При изучении влияния условий кристаллизации чугун заливали в пробницы из меди, чугуна (охлаждаемые на воздухе и в воде) и песчаной стержневой смеси на жидком стекле. Внутренний диаметр пробниц составлял 30–60 мм. В их среднюю часть вставлялась кварцевая трубка диаметром 10 мм с толщиной стенки 1,5 мм, в которую затекал жидкий чугун для исследования. Пробы чугуна подвергались параллельно исследованию методами вакуум-плавления и локального плавления микрообъемов металла с одновременным анализом выделившихся газов. В качестве газоанализатора использовался масс-спектрометр МХ – 1305, оснащенный специальной системой напуска для анализа микроколичеств газа.
Изучались области по сечению образца диаметром 10 мм серого и белого чугуна; в половинчатом чугуне определялось содержание водорода в серой и белой составляющих. Метод позволил определить количество водорода и в местах скопления графитовых включений.
Как следует из приведенных в табл. 13 данных, во всех случаях большое количество водорода обнаружено в образцах с серым изломом. В жидком чугуне водорода в 2–2,5 раза больше, чем в затвердевшем. Распределение водорода в различных микрообъемах неравномерно Наибольшие перепады в содержании водорода обнаружены в белом доэвтектическом чугуне. Относительно большая часть водорода концентрируется в центре образца, на графитовых включениях его в 2–2,5 раза больше, чем в металлической матрице. В объеме анализируемых проб чугуна установлено наличие водорода, связанного с кислородом в виде Н2О. Это было четко зафиксировано на спектрограмме масс-спектрометра.
Для исследования процесса поглощения и выделения водорода твердыми чугунами изучались доменные литейные чугуны марок ЛК0, ЛК2. ЛК4, а также чугуны с различной структурой и формой графита. Образцы для исследования вырезались из средней части чушек доменных чугунов и проб для механических испытаний из этого чугуна, переплавленного в индукционной печи. Состав чугуна приведен в табл. 14.
В структуре доменных чугунов наблюдалась преимущественно пластинчатая форма графита (Гф1 – Гф4) с распределением в виде колоний с различной степенью изолированности (Гр1 – Гр4). Длина графитовых включений различна – от 80 до 500 мк. В некоторых марках имелся графит в виде мелких включений точечной формы. Металлическая основа чугунов перлитная (П85–П89). Ковкий чугун с углеродным эквивалентом Сэ = 2,87 после отжига и модифицированный магнием (Сэ = 4,08) был ферритным с компактной и шаровидной формой графита. Ваграночный серый (Сэ = 3,35) и доменный после переплава (Сэ = 4,09) чугуны с пластинчатой прямолинейной формой графита (Гф6, Гф1) и перлитой матрицей (П98).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.