Химические свойства. Коррозия металлов и сплавов. Перспективы применения нелегированного доменного чугуна без выделений графита, страница 34

Таблица 5.5 ¾ Химический состав и износостойкость разработанного чугуна

Поскольку основным требованием к чугунам, имеющим высокую стойкость против истирания, является либо наличие в структуре дисперсных выделений графита, либо вообще его замена на цементит, то необходимо применять водород, азот и кислород вместо хрома, марганца, кремния, никеля и других. Большой вклад в развитие этих представлений о решающем влиянии водорода на формирование железоуглеродистых сплавов внесли авторы.

Таким образом, можно сделать заключение о том, что в получении такого важного свойства, как износостойкость, зародилось и успешно развивается новое направление, сокращающее применение дефицитных, дорогостоящих элементов. Это направление предусматривает применение водорода, азота и кислорода, удаляющих выделения графита из чугуна.

5.5.3. Коррозионная стойкость

Повышение коррозионной стойкости чугуна для работы в различных агрессивных средах идет по пути все более полного использования легирующих элементов. Происходит это потому, что анодом при воздействии любой агрессивной среды в чугуне является графит. Поэтому для повышения коррозионной стойкости необходимо исключить присутствие графита в структуре. Общепринятым в мировой практике в этом случае является легирование различными элементами, вплоть до драгоценных (родий). В предыдущих главах было показано, что для создания коррозионностойких чугунов промышленного использования нужны проценты и десятки процентов таких дорогостоящих элементов, как кремний, алюминий, молибден, никель, хром и др. На сегодняшний день понятно, что такой путь повышения коррозионной стойкости чугуна неперспективен.

кафедрой физики металлов Сибирского государственного индустриального университета на протяжении последних 12 лет совместно с различными предприятиями (ОАО «ЗСМК», ОАО «КМЗ», ЗАО «Томский инструмент», ОАО «Юргинский машиностроительный завод») проводится большая работа по созданию способов обработки доменного чугуна, удаляющих выделения графита. В мировой практике графит удаляется с помощью дорогостоящего легирования, а удаление графита в способах, разработанных кафедрой физики металлов, осуществляется за счет дешевой обработки расплава [39-45]. Все эти способы, несмотря на их первоначальное различие, приводят к единому конечному результату, который заключается в полном удалении выделений графита из доменного чугуна (рисунок 5.5).

Полученный чугун не содержит дорогостоящих добавок и не имеет выделений графита, а потому важно проведение коррозионных испытаний его в различных агрессивных средах в сравнении с чугуном, имеющим выделения графита.

Коррозионная стойкость исследуемого чугуна оценивалась в растворах серной, соляной, азотной кислот и 3%-ном водном растворе поваренной соли при комнатной температуре. Выбор кислот был обусловлен их наиболее активным воздействием на исследуемый чугун, 3%-го раствора поваренной соли – возможностью оценивать действие активного по отношению к чугуну хлор-иона и способностью этого раствора заменять действие морской воды и в какой-то мере техническую воду. Для подбора наиболее активной концентрации серной кислоты было проведено исследование коррозионной стойкости термоциклированного чугуна в 10, 20, 25, 40, 50, 75, 100% H₂SO₄. В результате был выбран 25%-ный раствор H₂SO₄, и все дальнейшие испытания были проведены в нем. Такое же исследование было проведено для соляной и азотной кислот. В результате был выбран 75%-ный раствор HCl и 25%-ный раствор HNO₃. (рисунок 5.6). Коррозионные испытания проводились путем погружения образцов в спокойный, неперемешиваемый раствор. Время испытания в кислотах составляло 24 часа, а в 35-ном растворе поваренной соли – 28 суток.