מהו ברזל יצוק עמיד בחום גבוה בסיליקון? כיצד פועל תהליך הייצור?

על ידי הוספת כמות מסוימת של אלמנטים מסגסוגים מסוימים לברזל יצוק, ניתן להשיג ברזל יצוק סגסוגת עם עמידות גבוהה יותר בפני קורוזיה במדיות מסוימות. ברזל יצוק גבוה בסיליקון הוא אחד הנפוצים ביותר. סדרה של ברזלים יצוק מסגסוגת המכילים 10% עד 16% סיליקון נקראים ברזלים יצוק סיליקון גבוה. פרט לכמה זנים המכילים 10% עד 12% סיליקון, תכולת הסיליקון נעה בדרך כלל בין 14% ל-16%. כאשר תכולת הסיליקון נמוכה מ-14.5%, ניתן לשפר את התכונות המכניות, אך עמידות בפני קורוזיה מופחתת מאוד. אם תכולת הסיליקון מגיעה ליותר מ-18%, למרות שהיא עמידה בפני קורוזיה, הסגסוגת הופכת שבירה מאוד ואינה מתאימה ליציקה. לכן, השימוש הנרחב ביותר בתעשייה הוא ברזל יצוק סיליקון גבוה המכיל 14.5% עד 15% סיליקון. [1]

שמות המסחר הזרים של ברזל יצוק עם סיליקון גבוה הם Duriron ו- Durichlor (המכיל מוליבדן), וההרכב הכימי שלהם הוא כפי שמוצג בטבלה שלהלן.

דֶגֶם	רכיבים כימיים עיקריים, %
	סִילִיקוֹן	מוליבדן	כְּרוֹם	מַנגָן	גוֹפרִית	זַרחָן	בַּרזֶל
ברזל יצוק סיליקון גבוה	〉14.25	—	—	0.50 ~ 0.56	〈0.05	〈0.1	לְהִשָׁאֵר
מוליבדן המכיל ברזל יצוק סיליקון גבוה	〉14.25	〉3	少量	0.65	〈0.05	〈0.1	לְהִשָׁאֵר

עמידות בפני קורוזיה

הסיבה לכך שלברזל יצוק עתיר סיליקון עם תכולת סיליקון של יותר מ-14% יש עמידות טובה בפני קורוזיה היא שסיליקון יוצר סרט מגן המורכב מ-Non corrosion.

באופן כללי, לברזל יצוק סיליקון גבוה יש עמידות מצוינת בפני קורוזיה במדיות מחמצנות ובחומצות מפחיתות מסוימות. זה יכול לעמוד בטמפרטורות וריכוזים שונים של חומצה חנקתית, חומצה גופרתית, חומצה אצטית, חומצה הידרוכלורית בטמפרטורה רגילה, חומצות שומן ואמצעים רבים אחרים. קורוזיה. הוא אינו עמיד בפני קורוזיה על ידי מדיה כגון חומצה הידרוכלורית בטמפרטורה גבוהה, חומצה גופרתית, חומצה הידרופלואורית, הלוגן, תמיסת אלקלית קאוסטית ואלקלי מותך. הסיבה להיעדר עמידות בפני קורוזיה היא שסרט המגן על פני השטח הופך למסיס תחת פעולת אלקלי קאוסטית, והופך לגזי תחת פעולת חומצה הידרופלואורית, אשר הורסת את הסרט המגן.

תכונות מכניות

ברזל יצוק עתיר סיליקון הוא קשה ושביר עם תכונות מכניות גרועות. זה צריך למנוע פגיעות נושאות ולא ניתן להשתמש בו לייצור מכלי לחץ. בדרך כלל לא ניתן לעבד יציקות מלבד השחזה.

ביצועי עיבוד שבבי

הוספת כמה אלמנטים מתגזרים לברזל יצוק גבוה מסיליקון יכולה לשפר את ביצועי העיבוד שלו. הוספת סגסוגת מגנזיום של אדמה נדירה לברזל יצוק עתיר סיליקון המכיל 15% סיליקון יכולה לטהר ולשחרר גז, לשפר את מבנה המטריצה ​​של הברזל היצוק וליצור כדוריות של הגרפיט, ובכך לשפר את החוזק, העמידות בפני קורוזיה וביצועי העיבוד של הברזל היצוק; לליהוק גם הביצועים השתפרו. בנוסף לטחינה, ברזל יצוק זה עתיר סיליקון ניתן גם לסובב, להקיש, לקדוח ולתקן בתנאים מסוימים. עם זאת, הוא עדיין לא מתאים לקירור פתאומי ולחימום פתאומי; עמידות הקורוזיה שלו טובה יותר מזו של ברזל יצוק רגיל עתיר סיליקון. , המדיה המותאמות דומות בעצם.

הוספת 6.5% עד 8.5% נחושת לברזל יצוק עם סיליקון גבוה המכיל 13.5% עד 15% סיליקון יכולה לשפר את ביצועי העיבוד. עמידות בפני קורוזיה דומה לזו של ברזל יצוק רגיל עם סיליקון גבוה, אך היא גרועה יותר בחומצה חנקתית. חומר זה מתאים לייצור אימפלרים ושרוולים של משאבה עמידים בפני קורוזיה ובלאי חזק. ניתן לשפר את ביצועי העיבוד גם על ידי הפחתת תכולת הסיליקון והוספת אלמנטים מתגזרים. הוספת כרום, נחושת ויסודות אדמה נדירים לברזל יצוק סיליקון המכיל 10% עד 12% סיליקון (הנקרא פרוסיליקון בינוני) יכולה לשפר את שבירותו ויכולת העיבוד שלו. ניתן לסובב אותו, לקדוח אותו, להקיש וכו', ובאמצעי מדיה רבים, העמידות בפני קורוזיה עדיין קרובה לזו של ברזל יצוק סיליקון גבוה.

בברזל יצוק סיליקון בינוני עם תכולת סיליקון של 10% עד 11%, בתוספת 1% עד 2.5% מוליבדן, 1.8% עד 2.0% נחושת ו-0.35% יסודות אדמה נדירים, ביצועי העיבוד משופרים, וניתן להפוך אותו עָמִיד בִּפְנֵי. עמידות בפני קורוזיה דומה לזו של ברזל יצוק סיליקון גבוה. התרגול הוכיח שסוג זה של ברזל יצוק משמש כאימפלר של משאבת חומצה חנקתית מדוללת בייצור חומצה חנקתית ומאימפלר של משאבת מחזור חומצה גופרתית לייבוש כלור, והאפקט טוב מאוד.

הברזלים היצוקים עתירי סיליקון הנ"ל הם בעלי עמידות ירודה בפני קורוזיה של חומצה הידרוכלורית. בדרך כלל, הם יכולים לעמוד בפני קורוזיה רק ​​בחומצה הידרוכלורית בריכוז נמוך בטמפרטורת החדר. על מנת לשפר את עמידות הקורוזיה של ברזל יצוק סיליקון גבוה בחומצה הידרוכלורית (במיוחד חומצה הידרוכלורית חמה), ניתן להגדיל את תכולת המוליבדן. לדוגמה, הוספת 3% עד 4% מוליבדן לברזל יצוק עם סיליקון גבוה עם תכולת סיליקון של 14% עד 16% יכולה להשיג ברזל יצוק עם סיליקון גבוה המכיל מוליבדן יצור סרט מגן מוליבדן אוקסיכלוריד על פני היציקה מתחת למשטח היציקה. פעולה של חומצה הידרוכלורית. הוא אינו מסיס בחומצה הידרוכלורית, ובכך מגדיל משמעותית את יכולתו לעמוד בפני קורוזיה של חומצה הידרוכלורית בטמפרטורות גבוהות. עמידות בפני קורוזיה נשארת ללא שינוי במדיות אחרות. ברזל יצוק עתיר סיליקון זה נקרא גם ברזל יצוק עמיד לכלור. [1]

עיבוד ברזל יצוק סיליקון גבוה

לברזל יצוק סיליקון גבוה יש את היתרונות של קשיות גבוהה (HRC=45) ועמידות טובה בפני קורוזיה. הוא שימש כחומר עבור זוגות חיכוך אטמים מכניים בייצור כימי. מכיוון שברזל יצוק מכיל 14-16% סיליקון, הוא קשה ושביר, ישנם קשיים מסוימים בייצורו. עם זאת, באמצעות תרגול מתמשך, הוכח שעדיין ניתן לעבד ברזל יצוק בעל סיליקון גבוה בתנאים מסוימים.

ברזל יצוק סיליקון גבוה מעובד על מחרטה, מהירות הציר נשלטת ב-70~80 סל"ד, והזנת הכלים היא 0.01 מ"מ. לפני סיבוב גס, יש להטחן את קצוות היציקה. כמות ההזנה המקסימלית עבור סיבוב גס היא בדרך כלל 1.5 עד 2 מ"מ עבור חלק העבודה.

חומר ראש כלי המפנה הוא YG3, וחומר גזע הכלי הוא פלדת כלי.

כיוון החיתוך הפוך. מכיוון שברזל יצוק עתיר סיליקון שביר מאוד, החיתוך מתבצע מבחוץ לפנים בהתאם לחומר הכללי. בסופו של דבר, הפינות ישתבשו והקצוות ישתתפו, מה שיגרום לגריטה של ​​חומר העבודה. על פי הנוהג, ניתן להשתמש בחיתוך הפוך כדי למנוע סתתים וסיתות, וכמות החיתוך הסופית של הסכין הקלה צריכה להיות קטנה.

בשל הקשיות הגבוהה של ברזל יצוק עתיר סיליקון, קצה החיתוך העיקרי של כלי סיבוב שונה מכלי סיבוב רגילים, כפי שמוצג בתמונה מימין. לשלושת סוגי כלי המפנה בתמונה יש זוויות גריפה שליליות. לקצה החיתוך הראשי ולקצה החיתוך המשני של כלי הסיבוב יש זוויות שונות לפי שימושים שונים. תמונה א' מציגה את כלי הסיבוב המעגלי הפנימי והחיצוני, זווית הסטייה הראשית A=10°, וזווית הסטייה המשנית B=30°. תמונה ב' מציגה את כלי הפיכת הקצה, זווית הסטייה הראשית A=39°, וזווית הסטייה המשנית B=6°. איור C מציג את כלי הפיכת השיפוע, זווית הסטייה העיקרית = 6°.

קידוח חורים בברזל יצוק עתיר סיליקון מעובד בדרך כלל במכונה משעממת. מהירות הציר היא 25 עד 30 סל"ד וכמות ההזנה היא 0.09 עד 0.13 מ"מ. אם קוטר הקידוח הוא 18 עד 20 מ"מ, השתמש בפלדת כלי עם קשיות גבוהה יותר כדי לטחון את החריץ הספירלי. (החריץ לא צריך להיות עמוק מדי). חתיכת קרביד YG3 מוטבעת בראש המקדח ונטחנת לזווית המתאימה לקידוח חומרים כלליים, כך שניתן לבצע קידוח ישירות. לדוגמה, כאשר קודחים חור גדול מ-20 מ"מ, ניתן קודם כל לקדוח 18 עד 20 חורים, ולאחר מכן לעשות מקדחה לפי הגודל הנדרש. ראש המקדחה מוטבע בשתי חתיכות קרביד (משתמשים בחומר YG3), ולאחר מכן טחון לחצי עיגול. הגדל את החור או סובב אותו עם חרב.

בַּקָשָׁה

בשל העמידות המעולה שלו בפני קורוזיה חומצית, נעשה שימוש נרחב בברזל יצוק עם סיליקון גבוה להגנה מפני קורוזיה כימית. הדרגה הטיפוסית ביותר היא STSil5, המשמשת בעיקר לייצור משאבות צנטריפוגליות עמידות לחומצה, צינורות, מגדלים, מחליפי חום, מיכלים, שסתומים וזין וכו'.

באופן כללי, ברזל יצוק עתיר סיליקון הוא שביר, ולכן יש לנקוט בזהירות רבה במהלך ההתקנה, התחזוקה והשימוש. אין להכות עם פטיש במהלך ההתקנה; ההרכבה חייבת להיות מדויקת כדי למנוע ריכוז מתח מקומי; שינויים דרסטיים בהפרשי טמפרטורה או חימום מקומי אסורים בהחלט במהלך הפעולה, במיוחד בעת הפעלה, עצירה או ניקוי, מהירות החימום והקירור חייבת להיות איטית; זה לא מתאים לשמש כציוד לחץ.

ניתן לייצר ממנו משאבות צנטריפוגליות עמידות בפני קורוזיה שונות, משאבות ואקום של נסלר, זרמים, שסתומים, צינורות וחיבורי צינורות בעלי צורה מיוחדת, צינורות, זרועות ונטורי, מפרידי ציקלון, מגדלי דניטריפיקציה ומגדלי הלבנה, תנורי ריכוז ומכונות קדם כביסה, וכו'. בייצור של חומצה חנקתית מרוכזת, הטמפרטורה של חומצה חנקתית היא עד 115 עד 170 מעלות צלזיוס כשהיא משמשת כעמוד הפשטה. המשאבה הצנטריפוגלית של חומצה חנקתית מרוכזת מטפלת בחומצה חנקתית בריכוז של עד 98%. הוא משמש כמחליף חום ומגדל ארוז לחומצה מעורבת של חומצה גופרתית וחומצה חנקתית, והוא במצב טוב. תנורי חימום לבנזין בייצור זיקוק, מגדלי זיקוק אנהידריד אצטית ומגדלי זיקוק בנזן לייצור תאית טריאצטט, משאבות חומצה לייצור חומצה אצטית קרחונית וייצור חומצה גופרתית נוזלית, וכן משאבות וזרמים שונים של חומצה או תמיסת מלח וכו'. כולם משמשים ביישומים בעלי יעילות גבוהה. ברזל יצוק סיליקון.

ברזל יצוק נחושת סיליקון גבוה (סגסוגת GT) עמיד בפני קורוזיה אלקלית וחומצה גופרתית, אך לא בפני קורוזיה של חומצה חנקתית. יש לו עמידות אלקלית טובה יותר מאשר ברזל יצוק אלומיניום ועמידות בפני שחיקה גבוהה. ניתן להשתמש בו במשאבות, אימפלרים ותותבים שהם קורוזיביים מאוד ונתונים לבלאי תפוחים.