چدن با سیلیکون بالا مقاوم در برابر حرارت چیست؟ فرآیند تولید چگونه عمل می کند؟

با افزودن مقدار معینی از عناصر آلیاژی خاص به چدن، می توان چدن آلیاژی با مقاومت خوردگی بالاتر در برخی از محیط ها بدست آورد. چدن با سیلیکون بالا یکی از پرمصرف ترین هاست. به مجموعه ای از چدن های آلیاژی حاوی 10 تا 16 درصد سیلیکون، چدن های سیلیکونی بالا گفته می شود. به جز چند گونه که حاوی 10 تا 12 درصد سیلیکون هستند، محتوای سیلیکون معمولاً بین 14 تا 16 درصد متغیر است. هنگامی که محتوای سیلیکون کمتر از 14.5٪ باشد، خواص مکانیکی را می توان بهبود بخشید، اما مقاومت به خوردگی تا حد زیادی کاهش می یابد. اگر محتوای سیلیکون به بیش از 18٪ برسد، اگرچه در برابر خوردگی مقاوم است، آلیاژ بسیار شکننده می شود و برای ریخته گری مناسب نیست. بنابراین بیشترین کاربرد در صنعت چدن با سیلیکون بالا حاوی 14.5% تا 15% سیلیکون است. [1]

نام تجاری خارجی چدن با سیلیکون بالا، دوریرون و دوریکلر (حاوی مولیبدن) است و ترکیب شیمیایی آنها مطابق جدول زیر می باشد.

مدل	اجزای اصلی شیمیایی، %
	سیلیکون	مولیبدن	کروم	منگنز	گوگرد	فسفر	آهن
چدن سیلیکونی بالا	〉14.25	-	-	0.50-0.56	0.05	〈0.1	باقی بماند
مولیبدن حاوی چدن سیلیکونی بالا	〉14.25	〉3	少量	0.65	0.05	〈0.1	باقی بماند

مقاومت در برابر خوردگی

دلیل اینکه چدن با سیلیکون بالا با محتوای سیلیکون بیش از 14 درصد دارای مقاومت در برابر خوردگی خوب است این است که سیلیکون یک لایه محافظ متشکل از مقاوم در برابر خوردگی تشکیل می دهد.

به طور کلی، چدن با سیلیکون بالا دارای مقاومت در برابر خوردگی عالی در محیط های اکسید کننده و اسیدهای کاهنده خاص است. این می تواند دماها و غلظت های مختلف اسید نیتریک، اسید سولفوریک، اسید استیک، اسید هیدروکلریک در دمای معمولی، اسیدهای چرب و بسیاری از رسانه های دیگر را تحمل کند. خوردگی در برابر خوردگی توسط موادی مانند اسید هیدروکلریک با دمای بالا، اسید سولفوریک، اسید هیدروفلوئوریک، هالوژن، محلول قلیایی سوزاننده و قلیایی مذاب مقاوم نیست. دلیل عدم مقاومت در برابر خوردگی این است که لایه محافظ روی سطح در اثر قلیایی سوزاننده محلول می شود و در اثر اسید هیدروفلوئوریک تبدیل به گاز می شود که فیلم محافظ را از بین می برد.

خواص مکانیکی

چدن با سیلیکون بالا سخت و شکننده با خواص مکانیکی ضعیف است. باید از ضربه یاتاقان جلوگیری شود و نمی توان از آن برای ساخت مخازن تحت فشار استفاده کرد. معمولاً قطعات ریخته گری را نمی توان به غیر از سنگ زنی ماشین کاری کرد.

عملکرد ماشینکاری

افزودن برخی عناصر آلیاژی به چدن با سیلیکون بالا می تواند عملکرد ماشینکاری آن را بهبود بخشد. افزودن آلیاژ منیزیم خاکی کمیاب به چدن با سیلیکون بالا حاوی 15٪ سیلیکون می تواند تصفیه و گاز زدایی کند، ساختار ماتریس چدن را بهبود بخشد و گرافیت را کروی کند، بنابراین استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و عملکرد پردازش چدن را بهبود می بخشد. برای بازیگری عملکرد نیز بهبود یافته است. علاوه بر سنگ زنی، این چدن با سیلیکون بالا را می توان تحت شرایط خاصی چرخانده، ضربه زد، سوراخ کرد و تعمیر کرد. با این حال، هنوز برای سرمایش ناگهانی و گرمایش ناگهانی مناسب نیست. مقاومت در برابر خوردگی آن بهتر از چدن معمولی با سیلیکون بالا است. ، رسانه های اقتباس شده اساسا مشابه هستند.

افزودن 6.5% تا 8.5% مس به چدن با سیلیکون بالا حاوی 13.5% تا 15% سیلیکون می تواند عملکرد ماشینکاری را بهبود بخشد. مقاومت در برابر خوردگی مشابه چدن معمولی با سیلیکون بالا است، اما در اسید نیتریک بدتر است. این ماده برای ساخت پروانه های پمپ و آستین هایی که در برابر خوردگی و سایش قوی مقاوم هستند مناسب است. عملکرد ماشینکاری را نیز می توان با کاهش محتوای سیلیکون و افزودن عناصر آلیاژی بهبود بخشید. افزودن کروم، مس و عناصر خاکی کمیاب به چدن سیلیکونی حاوی 10 تا 12 درصد سیلیکون (به نام فروسیلیکون متوسط) می تواند شکنندگی و فرآیند پذیری آن را بهبود بخشد. می توان آن را چرخاند، سوراخ کرد، ضربه زد و غیره، و در بسیاری از رسانه ها، مقاومت در برابر خوردگی هنوز نزدیک به چدن سیلیکونی بالا است.

در چدن سیلیکونی متوسط ​​با محتوای سیلیکون 10% تا 11% به اضافه 1% تا 2.5% مولیبدن، 1.8% تا 2.0% مس و 0.35% عناصر خاکی کمیاب، عملکرد ماشینکاری بهبود یافته و می توان آن را چرخاند و مقاوم مقاومت در برابر خوردگی مشابه چدن سیلیکونی بالا است. تمرین ثابت کرده است که از این نوع چدن به عنوان پروانه پمپ اسید نیتریک رقیق در تولید اسید نیتریک و پروانه پمپ گردش اسید سولفوریک برای خشک کردن کلر استفاده می شود و تأثیر بسیار خوبی دارد.

چدن های فوق سیلیکون بالا مقاومت ضعیفی در برابر خوردگی اسید هیدروکلریک دارند. به طور کلی، آنها فقط می توانند در برابر خوردگی در اسید هیدروکلریک با غلظت پایین در دمای اتاق مقاومت کنند. به منظور بهبود مقاومت به خوردگی چدن سیلیکونی بالا در اسید هیدروکلریک (به ویژه اسید هیدروکلریک داغ)، می توان محتوای مولیبدن را افزایش داد. به عنوان مثال، افزودن 3 تا 4 درصد مولیبدن به چدن با سیلیکون بالا با محتوای سیلیکون 14 تا 16 درصد می‌تواند چدن حاوی مولیبدن با سیلیکون بالا را به دست آورد، یک فیلم محافظ اکسی کلرید مولیبدن روی سطح ریخته‌گری تشکیل می‌دهد. عملکرد اسید هیدروکلریک در اسید کلریدریک نامحلول است، بنابراین به طور قابل توجهی توانایی آن را برای مقاومت در برابر خوردگی اسید هیدروکلریک در دماهای بالا افزایش می دهد. مقاومت در برابر خوردگی در سایر رسانه ها بدون تغییر باقی می ماند. این چدن با سیلیکون بالا، چدن مقاوم در برابر کلر نیز نامیده می شود. [1]

پردازش چدن با سیلیکون بالا

چدن سیلیکونی بالا دارای مزایای سختی بالا (HRC=45) و مقاومت در برابر خوردگی خوب است. به عنوان ماده ای برای جفت های اصطکاک مهر و موم مکانیکی در تولید مواد شیمیایی استفاده شده است. از آنجایی که چدن حاوی 14 تا 16 درصد سیلیکون است، سخت و شکننده است، در ساخت آن مشکلات خاصی وجود دارد. با این حال، با تمرین مداوم، ثابت شده است که چدن با سیلیکون بالا هنوز هم می تواند تحت شرایط خاصی ماشین کاری شود.

چدن سیلیکونی بالا بر روی یک ماشین تراش پردازش می شود، سرعت دوک در 70 ~ 80 دور در دقیقه کنترل می شود و تغذیه ابزار 0.01 میلی متر است. قبل از چرخش خشن، لبه های ریخته گری باید آسیاب شوند. حداکثر مقدار تغذیه برای چرخش خشن معمولاً 1.5 تا 2 میلی متر برای قطعه کار است.

جنس سر ابزار تراش YG3 و جنس ساقه ابزار فولاد ابزار است.

جهت برش معکوس است. از آنجایی که چدن با سیلیکون بالا بسیار شکننده است، برش از بیرون به داخل طبق مواد عمومی انجام می شود. در نهایت گوشه ها بریده می شوند و لبه ها بریده می شوند و باعث ریزش قطعه کار می شوند. طبق تمرین می توان از برش معکوس برای جلوگیری از بریدگی و بریدگی استفاده کرد و مقدار نهایی برش چاقوی سبک باید کم باشد.

به دلیل سختی بالای چدن با سیلیکون بالا، لبه برش اصلی ابزارهای تراشکاری با ابزارهای تراشکاری معمولی مطابق تصویر سمت راست متفاوت است. سه نوع ابزار تراش در تصویر دارای زوایای چنگک منفی هستند. لبه برش اصلی و لبه برش ثانویه ابزار تراش با توجه به کاربردهای مختلف دارای زوایای متفاوتی هستند. تصویر a ابزار چرخش دایره ای داخلی و خارجی، زاویه انحراف اصلی A=10° و زاویه انحراف ثانویه B=30° را نشان می دهد. تصویر b ابزار چرخش انتهایی، زاویه انحراف اصلی A=39° و زاویه انحراف ثانویه B=6° را نشان می دهد. شکل C ابزار چرخش اریب را نشان می دهد، زاویه انحراف اصلی = 6 درجه.

حفاری سوراخ در چدن با سیلیکون بالا به طور کلی بر روی یک دستگاه حفاری پردازش می شود. سرعت اسپیندل 25 تا 30 دور در دقیقه و مقدار تغذیه 0.09 تا 0.13 میلی متر است. اگر قطر سوراخ کاری 18 تا 20 میلی متر است، برای خرد کردن شیار مارپیچ از فولاد ابزار با سختی بالاتر استفاده کنید. (شیار نباید خیلی عمیق باشد). یک قطعه کاربید YG3 در سر مته تعبیه شده و با زاویه مناسب برای حفاری مواد عمومی زمین می‌شود، بنابراین حفاری می‌تواند مستقیماً انجام شود. به عنوان مثال، هنگام سوراخ کردن یک سوراخ بزرگتر از 20 میلی متر، می توانید ابتدا 18 تا 20 سوراخ ایجاد کنید و سپس یک مته با توجه به اندازه مورد نیاز ایجاد کنید. سر مته با دو قطعه کاربید تعبیه شده است (مواد YG3 استفاده می شود) و سپس به صورت نیم دایره آسیاب می شود. سوراخ را بزرگ کنید یا آن را با سابر بچرخانید.

کاربرد

با توجه به مقاومت در برابر خوردگی اسیدی، چدن سیلیکونی بالا به طور گسترده ای برای محافظت در برابر خوردگی شیمیایی استفاده می شود. معمولی ترین گرید STSil5 است که عمدتاً برای ساخت پمپ های گریز از مرکز مقاوم در برابر اسید، لوله ها، برج ها، مبدل های حرارتی، ظروف، شیرها و خروس ها و غیره استفاده می شود.

به طور کلی، چدن با سیلیکون بالا شکننده است، بنابراین هنگام نصب، نگهداری و استفاده باید دقت زیادی کرد. هنگام نصب با چکش ضربه نزنید. مونتاژ باید دقیق باشد تا از تمرکز استرس موضعی جلوگیری شود. تغییرات شدید در تفاوت دما یا گرمایش محلی در حین کار اکیداً ممنوع است، به ویژه هنگام شروع، توقف یا تمیز کردن، سرعت گرمایش و سرمایش باید آهسته باشد. برای استفاده به عنوان تجهیزات تحت فشار مناسب نیست.

می توان آن را به انواع پمپ های گریز از مرکز مقاوم در برابر خوردگی، پمپ های خلاء نسلر، خروس ها، دریچه ها، لوله ها و اتصالات لوله های خاص، لوله ها، بازوهای ونتوری، جداکننده های سیکلون، برج های نیترات زدایی و برج های سفید کننده، کوره های غلظت و ماشین های پیش شستشو تبدیل کرد. و غیره در تولید اسید نیتریک غلیظ، دمای اسید نیتریک در صورت استفاده به عنوان ستون سلب بین 115 تا 170 درجه سانتیگراد است. پمپ گریز از مرکز اسید نیتریک غلیظ اسید نیتریک را با غلظت تا 98٪ کنترل می کند. به عنوان مبدل حرارتی و برج بسته بندی شده برای اسید مخلوط اسید سولفوریک و اسید نیتریک استفاده می شود و در شرایط خوبی است. کوره های گرمایش بنزین در تولید پالایش، برج های تقطیر انیدرید استیک و برج های تقطیر بنزن برای تولید تری استات سلولز، پمپ های اسیدی برای تولید اسید استیک یخچالی و تولید اسید سولفوریک مایع و همچنین انواع پمپ ها و خروس های محلول اسید یا نمک و غیره هستند. همه در برنامه های کاربردی با راندمان بالا استفاده می شود. چدن سیلیکونی.

چدن مس سیلیکونی بالا (آلیاژ GT) در برابر خوردگی قلیایی و اسید سولفوریک مقاوم است، اما در برابر خوردگی اسید نیتریک مقاوم نیست. مقاومت قلیایی بهتری نسبت به چدن آلومینیومی و مقاومت در برابر سایش بالا دارد. می توان از آن در پمپ ها، پروانه ها و بوشینگ هایی که به شدت خورنده هستند و در معرض سایش دوغاب هستند استفاده کرد.