Химические свойства. Коррозия металлов и сплавов. Перспективы применения нелегированного доменного чугуна без выделений графита, страница 19

Таблица 4.17 – Марки, химический состав, механические свойства высококремнистых чугунов в соответствии со стандартом PN 70/H-83111

Марка

Содержание элементов, %

sв, МПа

НВ

чугуна

С

Si

остальное

(не более)

(не более)

ЧС13

0,6-1,4

12,0-14,0

-

100

360

ЧС15

0,3-0,8

14,0-16,0

-

60

400

ЧС15М4

0,5-0,9

14,0-16,0

-

40

460

ЧС17

0,3-0,5

16,1-18,0

3,0-4,0 Mo

60

460

ЧС17М3

0,3-0,6

16,0-18,0

3,0-3,0 Mo

60

460

Механические свойства высококремнистых чугунов (таблица 4.18) очень низкие, особенно чугуна марки Чс17. Минимально допустимые по стандарту значения предела прочности при растяжении не превышают 100 МПа. При этом твердость достаточно высокая: НВ 294-450. Ударная вязкость ферросилидов на образцах без надреза не превышает 5 Дж/см2.

таблица 4.18 – Механические свойства высококремнистых чугунов

Марка

sв, МПа

sизг.

НВ

чугуна

(не менее)

ЧС13

100

210

294-399

ЧС15

60

170

294-390

ЧС15М4

60

140

390-450

ЧС17

40

140

390-450

ЧС17М3

50

100

390-450

Модифицирование увеличивает механические свойства ферросилидов за счет десульфурации, рафинирования и придания графиту компактной формы. Влияние содержания кремния в высококремнистых чугунах и модифицирования РЗМ в количестве 0,05-0,10% на прочность и твердость показано на рисунке 4.5. Модифицированный чугун отличается мелкокристаллической структурой, а отливки повышенной плотностью.

Физические свойства высококремнистых чугунов характеризуются прежде всего низкой теплопроводностью – в два раза более низкой, чем у серого чугуна.

Плотность высококремнистого чугуна с 15%Si составляет 6,95 т/м3. При увеличении лил уменьшении содержания кремния на 1% плотность соответственно уменьшается или увеличивается на 0,1 т/м3.

а – sв; б – sизг.; в – стрела прогиба(f); г – НВ

Рисунок 4.5 – Влияние содержания кремния в высококремнистых чугунах

с пластинчатым графитом (ПГ) и шаровидным графитом (ШГ)

на механические свойства

Коэффициент линейного расширения (a×10-6/К) ферросилидов в интервале температур составляет:

20-100°С.............................................            3,6

20-200..................................................           4,7

20-300..................................................           6,15

20-400..................................................           7,15

20-500..................................................           7,75

20-600..................................................           9,0...10,0

Коррозионная стойкость высококремнистых чугунов в некоторых средах приведена в таблице 4.19.

Чугуны ЧС13, ЧС15, ЧС17 обладают высокой коррозионной стойкостью при температуре до 473К к воздействию концентрированных и разбавленных кислот, растворов щелочей, солей, кроме фтористоводородных и фтористых соединений.

Таблица 4.19 – Химическая стойкость высококремнистых чугунов в некоторых средах

Коррозионная среда,

t, °C

Скорость коррозии, г/(м2×ч), для чугунов

концентрация

СЧ

ЧС15

ЧС15М4

ЧС17

Азотная кислота:

30-37%

Кипение

Неприменим

1,0

-

1,0

Соляная кислота:

3,5-6%

18%

20%

Кипение

Кипение

80

Неприменим

То же

То же

10

-

-

-

-

1,54

-

10,0

-

Серная кислота:

10%

25%

12-20

195

48

-

-

-

-

0,75

6,0

-

Фосфорная кислота:

3,3%

10%

80%

20

кипение

кипение

0,52

-

-

-

-

10

-

0,1

-

-

-

3-10

Уксусная кислота:

10-80

20%

Кипение

Кипение

Неприменим

-

0,1-1,0

-

0,1

-

-

3-10

Винная кислота:

10-100%

Кипение

-

3-10

3-10

-

Натрий сернокислый 50%

20-100

-

1,0

0,10

-