Кремнистый чугун

Кремнистый чугун применяется, главным образом, как окалино-, росто- и коррозионностойкий. При содержании Si, равном 5 - 6%, в литом состоянии он практически имеет однофазную ферритную матрицу и обладает хорошей окалиностойкостью и ростоустойчивостыо при температурах до 900° С. При 900° С рост кремнистого чугуна ЖЧС5 колеблется от 0,2 до 0,8%, а при 1000° С - от 0,6 до 1,0%. Это, по крайней мере, в пять раз меньше, чем рост СЧ. При переходе от ПГ в структуре кремнистого чугуна к ШГ (ЖЧС5Н) по окалиностойкости и ростоустойчивости кремнистый чугун значительно повышаются как в воздушной среде, так и в продуктах горения генераторного газа.

В химическом машиностроении широкое применение получили сплавы ЧС15 и ЧС17 (ферросилиды). Они обладают высокой коррозионной стойкостью в серной, азатной и хромовой кислотах, в ряде органических кислот (уксусной, муравьиной, молочной, лимонной) при разных температурах и концентрациях, а такжев фосфорной кислоте при комнатной температуре и в ряде растворов солей и щелочей. Ферросилиды также устойчивы против действия окисей азота при повышенных температурах, сухого и влажного хлора, сероуглерода, синильной кислоты и других сред.

Следует, однако, иметь в виду, что в алюминиерых квасцах, цинковом и железном купоросе, меднохлоруксусной, пикриновой, виннокаменной и дубильных кислотах, а также в двуххлористом натрии, в азотнокислых солях Си, Fe, Pb, Na, К и в НС1 стойкость ферросилида неудовлетворительна. Для повышения его стойкости в НС1 его обычно легируют Мо в количестве до 4%, а иногда добавочно и Ni в количестве до 2,5%. Эти сплавы известны под названием "антихлор".

Повышение содержания Si, увеличивает коррозионную стойкость антихлора, но при этом возрастают НВ и хрупкость сплава. Добавление в кремнистый чугун более 4% Мо его коррозионная стойкость практически не изменяется, однако НВ и хрупкость возрастают.

Кремнистый чугун - антихлор устойчив в НС1 любой концентрации при всех технологических температурах, в азотной кислоте любой концентрации, в лимонной, пикриновой, серной и фосфорной кислотах, перекиси водорода, четыреххлористом углероде, железном купоросе.

Не рекомендуется применение антихлора при чередовании серной или слабой азотной кислоты с соляной, а также в соляной кислоте и хлористом водороде в присутствии брома, паров плавиковой кислоты, серной кислоты, в расплавленных щелочах. Антихлор применяется для изготовления концентрационных колонн, котлов, насосов, труб и арматуры. С целью повышения механических свойств ферросилида последний иногда легируют медью. Добавка 8-10% Си к ЧС15 повышает ов до 20кгс/мм2 и ан до 1,0 кгс-м/см2; однако коррозионная стойкость сплава при этом понижается. Оптимальные механические свойства выявлены у кремнистого чугуна при эвтектическом составе (0,5 - 0,7% С).

Кремнистый чугун ЖЧС5 и ЖЧС5Ш имеет приблизительно одинаковые значения α = (14/17) 10-6 1/°С в интервале температур 0 - 900 °С; у ферросилидов же значительно меньше, в частности, в интервале 0 - 200° С α = 4,7×10-6 1/°С . Теплопроводность кремнистого чугуна при повышении содержания Si понижается.

После такой обработки содержание водорода в сплавах снижается до 3 см3/100 г. Модифицирование ферросилида церием и лигатурой ФЦМ5 повышает физическую и химическую однородность сплава. Получение ШГ в кремнистом чугуне производится обычным путем. Характеризуя литейные свойства кремнистого чугуна, следует указать, что ЖЧС5 и ЖЧС5Ш по жидкотекучести мало отличаются от СЧ. Из числа ферросилидов наиболее пригодными для литья являются чугуны эвтектического состава.

Так, сплав ЧС15, имеющий температуру плавления 1170 - 1195° С, затвердевает в небольшом интервале температур (20 - 25° С). При содержании С ниже эвтектического повышается склонность к образованию усадочных раковин и трещин, а ухудшается. Сплавы, близкие к эвтектическим, при перегреве на 30 - 60° С над ликвидусом имеют λж (по длине спирали) соответственно 515 и 740 мм.

Отливки из ЖЧС5Ш подвергаются термообработке для снятия напряжений. Отливки из ферросилида и антихлора очень хрупки и поэтому требуют осторожного обращения при механической обработке, монтаже и транспортировке.