Was ist hitzebeständiges Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt? Wie läuft der Produktionsprozess ab?

Durch die Zugabe einer bestimmten Menge bestimmter Legierungselemente zum Gusseisen kann legiertes Gusseisen mit höherer Korrosionsbeständigkeit in einigen Medien erhalten werden. Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt ist eines der am häufigsten verwendeten. Eine Reihe legierter Gusseisen mit 10 bis 16 % Silizium werden als Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt bezeichnet. Mit Ausnahme einiger Sorten, die 10 bis 12 % Silizium enthalten, liegt der Siliziumgehalt im Allgemeinen zwischen 14 und 16 %. Wenn der Siliziumgehalt weniger als 14,5 % beträgt, können die mechanischen Eigenschaften verbessert werden, die Korrosionsbeständigkeit wird jedoch stark reduziert. Wenn der Siliziumgehalt mehr als 18 % erreicht, ist die Legierung zwar korrosionsbeständig, wird jedoch sehr spröde und ist nicht zum Gießen geeignet. Daher wird in der Industrie am häufigsten Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt und einem Siliziumgehalt von 14,5 bis 15 % verwendet. [1]

Die ausländischen Handelsnamen von Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt sind Duriron und Durichlor (mit Molybdän). Ihre chemische Zusammensetzung ist in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Modell	Hauptchemische Bestandteile, %
	Silizium	Molybdän	Chrom	Mangan	Schwefel	Phosphor	Eisen
Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt	〉14.25	—	—	0,50～0,56	〈0,05	〈0,1	Bleiben
Molybdänhaltiges Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt	〉14.25	〉3	少量	0,65	〈0,05	〈0,1	Bleiben

Korrosionsbeständigkeit

Der Grund dafür, dass Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt und einem Siliziumgehalt von mehr als 14 % eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist, liegt darin, dass Silizium einen Schutzfilm aus nicht korrosionsbeständigen Stoffen bildet.

Im Allgemeinen weist Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in oxidierenden Medien und bestimmten reduzierenden Säuren auf. Es hält verschiedenen Temperaturen und Konzentrationen von Salpetersäure, Schwefelsäure, Essigsäure, Salzsäure bei Normaltemperatur, Fettsäuren und vielen anderen Medien stand. Korrosion. Es ist nicht beständig gegen Korrosion durch Medien wie Hochtemperatur-Salzsäure, schweflige Säure, Flusssäure, Halogen, Ätzalkalilösung und geschmolzenes Alkali. Der Grund für die mangelnde Korrosionsbeständigkeit liegt darin, dass der Schutzfilm auf der Oberfläche unter Einwirkung von Ätzalkali löslich wird und unter Einwirkung von Flusssäure gasförmig wird, wodurch der Schutzfilm zerstört wird.

Mechanische Eigenschaften

Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt ist hart und spröde und weist schlechte mechanische Eigenschaften auf. Es sollte Lagerstöße vermeiden und kann nicht zur Herstellung von Druckbehältern verwendet werden. Gussteile können im Allgemeinen nur durch Schleifen bearbeitet werden.

Bearbeitungsleistung

Das Hinzufügen einiger Legierungselemente zu Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt kann dessen Bearbeitungsleistung verbessern. Die Zugabe einer Seltenerd-Magnesiumlegierung zu Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt und 15 % Silizium kann reinigen und entgasen, die Matrixstruktur des Gusseisens verbessern und den Graphit sphäroidisieren, wodurch die Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitungsleistung des Gusseisens verbessert werden. Beim Gießen hat sich auch die Leistung verbessert. Neben dem Schleifen kann dieses Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt unter bestimmten Bedingungen auch gedreht, mit Gewinde versehen, gebohrt und repariert werden. Für plötzliches Abkühlen und plötzliches Erhitzen ist es jedoch immer noch nicht geeignet; seine Korrosionsbeständigkeit ist besser als die von gewöhnlichem Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt. Die adaptierten Medien sind grundsätzlich ähnlich.

Die Zugabe von 6,5 % bis 8,5 % Kupfer zu Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt und 13,5 % bis 15 % Silizium kann die Bearbeitungsleistung verbessern. Die Korrosionsbeständigkeit ähnelt der von gewöhnlichem Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt, ist jedoch in Salpetersäure schlechter. Dieses Material eignet sich zur Herstellung von Pumpenlaufrädern und -hülsen, die gegen starke Korrosion und Verschleiß beständig sind. Auch durch die Reduzierung des Siliziumanteils und die Zugabe von Legierungselementen lässt sich die Bearbeitungsleistung verbessern. Die Zugabe von Chrom, Kupfer und Seltenerdelementen zu Siliziumgusseisen mit 10 bis 12 % Silizium (mittleres Ferrosilizium genannt) kann dessen Sprödigkeit und Verarbeitbarkeit verbessern. Es lässt sich drehen, bohren, gewindeschneiden usw. und in vielen Medien liegt die Korrosionsbeständigkeit immer noch nahe an der von Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt.

Bei mittelsiliziumhaltigem Gusseisen mit einem Siliziumgehalt von 10 % bis 11 %, plus 1 % bis 2,5 % Molybdän, 1,8 % bis 2,0 % Kupfer und 0,35 % Seltenerdelementen wird die Bearbeitungsleistung verbessert und es lässt sich drehen und drehen beständig. Die Korrosionsbeständigkeit ähnelt der von Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt. Die Praxis hat gezeigt, dass diese Art von Gusseisen als Laufrad für verdünnte Salpetersäurepumpen bei der Herstellung von Salpetersäure und als Laufrad für Schwefelsäureumwälzpumpen für die Chlortrocknung verwendet wird, und die Wirkung ist sehr gut.

Die oben genannten Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt weisen eine geringe Beständigkeit gegen Korrosion durch Salzsäure auf. Im Allgemeinen sind sie nur in niedrig konzentrierter Salzsäure bei Raumtemperatur korrosionsbeständig. Um die Korrosionsbeständigkeit von Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt in Salzsäure (insbesondere heißer Salzsäure) zu verbessern, kann der Molybdängehalt erhöht werden. Beispielsweise kann durch die Zugabe von 3 bis 4 % Molybdän zu Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt und einem Siliziumgehalt von 14 bis 16 % ein molybdänhaltiges Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt erhalten werden, das einen Schutzfilm aus Molybdänoxychlorid auf der Oberfläche des darunter liegenden Gussstücks bildet Wirkung von Salzsäure. Es ist in Salzsäure unlöslich und erhöht dadurch deutlich seine Widerstandsfähigkeit gegen Salzsäurekorrosion bei hohen Temperaturen. In anderen Medien bleibt die Korrosionsbeständigkeit unverändert. Dieses Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt wird auch chlorbeständiges Gusseisen genannt. [1]

Verarbeitung von Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt

Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt hat die Vorteile einer hohen Härte (HRC=45) und einer guten Korrosionsbeständigkeit. Es wurde als Material für Gleitringdichtungs-Reibpaare in der chemischen Produktion verwendet. Da Gusseisen 14-16 % Silizium enthält, hart und spröde ist, gibt es gewisse Schwierigkeiten bei der Herstellung. Durch kontinuierliche Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt unter bestimmten Bedingungen noch bearbeitet werden kann.

Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt wird auf einer Drehmaschine bearbeitet, die Spindeldrehzahl wird auf 70–80 U/min geregelt und der Werkzeugvorschub beträgt 0,01 mm. Vor dem Grobdrehen müssen die Gusskanten abgeschliffen werden. Der maximale Vorschubbetrag beim Schruppdrehen beträgt in der Regel 1,5 bis 2 mm für das Werkstück.

Das Material des Drehmeißelkopfs ist YG3 und das Material des Werkzeugschafts ist Werkzeugstahl.

Die Schnittrichtung ist umgekehrt. Da Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt sehr spröde ist, erfolgt der Schnitt je nach Werkstoff von außen nach innen. Am Ende kommt es zu Ausbrüchen an den Ecken und an den Kanten, wodurch das Werkstück verschrottet wird. In der Praxis kann das Rückwärtsschneiden verwendet werden, um Absplitterungen und Absplitterungen zu vermeiden, und die endgültige Schnittmenge des leichten Messers sollte gering sein.

Aufgrund der hohen Härte von Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt unterscheidet sich die Hauptschneide von Drehwerkzeugen von gewöhnlichen Drehwerkzeugen, wie im Bild rechts gezeigt. Die drei Arten von Drehwerkzeugen im Bild haben negative Spanwinkel. Die Hauptschneide und die Nebenschneide des Drehmeißels weisen je nach Verwendungszweck unterschiedliche Winkel auf. Bild a zeigt den Innen- und Außenrunddrehmeißel, der Hauptablenkwinkel A=10° und der Nebenablenkwinkel B=30°. Bild b zeigt den Enddrehmeißel, den Hauptneigungswinkel A=39° und den Nebenneigungswinkel B=6°. Abbildung C zeigt das Fasendrehwerkzeug, der Hauptablenkwinkel = 6°.

Das Bohren von Löchern in Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt erfolgt im Allgemeinen auf einer Bohrmaschine. Die Spindeldrehzahl beträgt 25 bis 30 U/min und der Vorschub beträgt 0,09 bis 0,13 mm. Wenn der Bohrdurchmesser 18 bis 20 mm beträgt, verwenden Sie zum Schleifen der Spiralnut Werkzeugstahl mit höherer Härte. (Die Rille sollte nicht zu tief sein). Ein Stück YG3-Hartmetall ist in den Bohrerkopf eingebettet und auf einen Winkel geschliffen, der zum Bohren allgemeiner Materialien geeignet ist, sodass das Bohren direkt durchgeführt werden kann. Wenn Sie beispielsweise ein Loch bohren, das größer als 20 mm ist, können Sie zunächst 18 bis 20 Löcher bohren und dann einen Bohrer entsprechend der erforderlichen Größe anfertigen. Der Kopf des Bohrers wird mit zwei Hartmetallstücken (verwendet wird YG3-Material) eingebettet und dann zu einem Halbkreis geschliffen. Vergrößern Sie das Loch oder drehen Sie es mit einem Säbel.

Anwendung

Aufgrund seiner hervorragenden Säurekorrosionsbeständigkeit wird Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt häufig für den chemischen Korrosionsschutz verwendet. Die typischste Sorte ist STSil5, die hauptsächlich zur Herstellung von säurebeständigen Kreiselpumpen, Rohren, Türmen, Wärmetauschern, Behältern, Ventilen und Hähnen usw. verwendet wird.

Im Allgemeinen ist Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt spröde, weshalb bei der Installation, Wartung und Verwendung große Vorsicht geboten ist. Schlagen Sie beim Einbau nicht mit einem Hammer darauf; Die Montage muss präzise erfolgen, um lokale Spannungskonzentrationen zu vermeiden. Drastische Änderungen der Temperaturdifferenz oder lokale Erwärmung sind während des Betriebs strengstens untersagt, insbesondere beim Starten, Stoppen oder Reinigen muss die Heiz- und Kühlgeschwindigkeit langsam sein; Es ist nicht für den Einsatz als Druckgerät geeignet.

Es kann zu verschiedenen korrosionsbeständigen Kreiselpumpen, Nessler-Vakuumpumpen, Hähnen, Ventilen, speziell geformten Rohren und Rohrverbindungen, Rohren, Venturiarmen, Zyklonabscheidern, Denitrifikationstürmen und Bleichtürmen, Konzentrationsöfen und Vorwaschmaschinen verarbeitet werden. usw. Bei der Herstellung konzentrierter Salpetersäure beträgt die Temperatur der Salpetersäure bis zu 115 bis 170 °C, wenn sie als Strippkolonne verwendet wird. Die konzentrierte Salpetersäure-Kreiselpumpe fördert Salpetersäure mit einer Konzentration von bis zu 98 %. Es dient als Wärmetauscher und Füllkörperturm für Mischsäure aus Schwefelsäure und Salpetersäure und ist in gutem Zustand. Heizöfen für Benzin in der Raffinerieproduktion, Essigsäureanhydrid-Destillationstürme und Benzol-Destillationstürme für die Herstellung von Triacetat-Cellulose, Säurepumpen für die Herstellung von Eisessig und flüssiger Schwefelsäure sowie verschiedene Pumpen und Hähne für Säure- oder Salzlösungen usw alle werden in hocheffizienten Anwendungen eingesetzt. Siliziumguss.

Gusseisen aus Kupfer mit hohem Siliziumgehalt (GT-Legierung) ist beständig gegen Alkali- und Schwefelsäurekorrosion, jedoch nicht gegen Salpetersäurekorrosion. Es weist eine bessere Alkalibeständigkeit als Aluminiumguss und eine hohe Verschleißfestigkeit auf. Es kann in Pumpen, Laufrädern und Buchsen verwendet werden, die stark korrosiv sind und Schlammverschleiß ausgesetzt sind.