ЧУГУНЫ
Чугуны, как материалы, обладающие хорошими литейными свойствами, жаростойкостью, коррозионной стойкостью и антифрикционными качествами, до сих пор находят широкое применение при изготовлении химических и нефтехимических аппаратов, узлов и деталей.
Однако их отличает ряд недостатков: высокая хрупкость, сложность обработки резанием, высокие коэффициенты линейного расширения, сильная зависимость прочностных характеристик от температуры, трудность, а в ряде случаев и невозможность сварки.
Правила Госгортехнадзора РФ регламентируют использование чугунных отливок по температуре и давлению.
В химическом машино- и аппаратострое - нии наибольшее применение получили следующие виды чугунов.
Серый чугун (ГОСТ 1412) марок СЧ 10, СЧ 15, СЧ 18, СЧ 20, СЧ 21, СЧ 30 и СЧ 35.
Из чугуна СЧ 10 изготовляют корпусные и ненагруженные детали простой конфигурации, а из чугуна остальных марок - ответственные корпусы и детали сложной конфигурации, работающие в слабоагрессивных средах. При расчете деталей на растяжение коэффициент запаса прочности для серого чугуна принимают 6... 8.
Коррозионная стойкость серого чугуна приведена в табл. 1.4.11.
Щелочестойкие чугуны СЧ Щ1 и СЧ Щ2 применяют для изготовления корпусов, деталей и узлов машин и аппаратов, работающих в водных растворах щелочей NaOH и КОН при давлении до 1 МПа и температуре - 15...+ 300 °С.
Ферросилиды С15, С17 и антихлор
МФ 15 применяют для изготовления корпусов, деталей и узлов простой конфигурации для работы с сильноагрессивными средами (растворами солей, азотной и серной кислот) при давлении до 0,25 МПа и температуре 0...+ 700 °С. При разработке конструкции следует >читывать, что кремнистые чугуны очень хрупкие, чувствительны к колебаниям температуры и трудно обрабатываются резанием. Поэтому изделия из них получают отливкой, предусматривая плавные переходы. Ферросилиды широко применяют при изготовлении арматуры.
Следует иметь в виду, что ферросилиды легко корродируют под воздействием соляной кислоты, крепких щелочей и фтористых соединений.
Жаростойкие чугуны, содержащие до 32% Сг и 1...2% Si применяют в котельно - топочном оборудовании. Чугуны марки ЖЧХ 0,8; ЖЧХ 1,5; ЖЧ6 5,5 (ГОСТ 7769) используют при изготовлении узлов и деталей, работающих при температуре соответственно 550, 600 и 800 °С, а чугуны марок ЖЧХ 16 и ЖЧХ 30 обладают хорошей стойкостью до температур 1000... 1200 °С при действии дымовых газов, содержащих сернистые соединения.
Жаростойкий и коррозионно-стойкий чугун ЧН15Д7Х2 применяют при изготовлении узлов и деталей, работающих при температуре + 100...+ 600 °С и агрессивных средах.
Антифрикционный чугун АЧС-1, АЧС-2 (ГОСТ 1585) используют для изготовления узлов и деталей, испытывающих трение (подшипников, шарниров, направляющих и др.).
|
1.4.11. Коррозионная стойкость серого чугуна |
|
Коррозионная среда, |
Массовый показатель, |
Глубинный показатель, |
Коррозионная среда, |
Массовый показатель, |
Глубинный показатель, |
|
Концентрация, % |
Ки, г/(м2-ч) |
П, мм/год |
Концентрация, % |
Khh г/(м2 ч) |
П, мм/год |
|
Азотная кислота: |
Сернокислый аммоний: |
||||
|
10 |
60,0 |
- |
5...10 |
0.57. 0,65 |
0,68...0,78 |
|
20 |
24,0 |
- |
20 |
0.24 |
0,29 |
|
50...75 |
14,0...12,0 |
- |
Хлористый кальций, |
0,20... 0,25 |
0,24...0,30 |
|
Серная кислота: |
5...10 |
||||
|
10 |
35,0...48,0 |
- |
Хлористый натрий: |
||
|
25 |
25,0...30,0 |
- |
5...10 |
0,125 |
0,15 |
|
50 |
0,25 |
- |
20 |
0,24 |
0,29 |
|
75 |
0,10 |
- |
Сода, 10 |
0,015 |
0,018 |
|
Соляная кислота: |
Едкий натр: |
||||
|
10...75 |
25,0...30,0 |
- |
5 |
0,003 |
0,0036 |
|
Уксусная кислота: |
10 |
0,026 |
0,031 |
||
|
10...25 |
18,5...15,0 |
- |
25 |
0,006 |
0,007 |
|
50...75 |
12,5...9,5 |
- |
Керосин |
0,01 |
0,012 |
|
Медный купорос: 0,5 |
2,3 |
_ |
Сернокислый натрий, 10 |
0,03 |
0,04 |
|
10 |
23,5 |
- |
Водопроводная вода |
||
|
Хлорид аммония при |
При температуре. |
||||
|
Температуре 20 °С, |
°С: |
||||
|
5,0...20,0 |
0,8...1,05 |
0,95...1,30 |
20 |
0,30...0,55 |
0.40... 0,67 |
|
Хлорид аммония при |
90 |
0.14...0,23 |
0,17...0,28 |
||
|
Температуре 95 °С: |
Морская вода: |
||||
|
5,0 |
4,0 |
4,8 |
Спокойная |
0,13...0,30 |
0,15...0,36 |
|
Аэрированная |
0,45... 0,70 |
0,50...0,84 |
|||
|
20,0 |
4,85 |
5,8 |
Проточная |
0,60... 1.00 |
0,75...1,25 |
|
Хлорид марганца при |
0,66 |
0,79 |
Дистиллированная |
||
|
Температуре 80 °С, |
Вода: |
||||
|
10 |
Спокойная |
0,23... 0,27 |
0,28...0,32 |
||
|
Нитрат аммония, 5,0 |
0,63 |
0,76 |
Аэрированная |
0,79 |
0,95 |
|
Сульфат аммония, |
0,63 |
0,76 |
Атмосфера со степе |
||
|
5,0 |
Нью агрессивности: |
||||
|
Алюмокалиевые |
Г..2 |
0,25... 0,40 |
0,025 |
||
|
0,65 |
0,76 |
3...5 |
0,45...0,50 |
0,15. .0,80 |
|
|
Квасцы, 5,0 |
Почва с коррозион |
||||
|
Сульфат алюминия, |
0,83 |
1,00 |
Ной активностью: |
||
|
5,0 |
Высокой, |
||||
|
Фосфорная кислота, |
0,52 |
0,62 |
Р= 100. ..500 Ом-см |
- |
0,30...0,50 |
|
3,5 |
Средней, |
||||
|
Р = 500... 1000 Ом-см |
_ |
0,10...0,25 |
|||
|
Смесь кислот |
Слабой, |
||||
|
(HN03 25 % + H2S04 |
0,12 |
0,145 |
|||
|
75 %) |
Р> 1000 Ом-см |
— |
0,05...0,1 |
Ковкие чугуны (ГОСТ 1215) КЧ 30-6, КЧ 33-8, КЧ 35-10, КЧ 37-12, КЧ 45-7,
КЧ 50-5, КЧ 55-7, КЧ 60-3, КЧ 65-3, КЧ 70-2, КЧ 80-1,5 применяют в основном для небольших отливок. Основным преимуществом отливок из ковкого чугуна является однородность их свойств по сечению, практически отсутствие внутренних напряжений. С целью
исключения напряжений в конструкциях отливки получают со стенками толщиной до 50 мм.
Высокопрочные чугуны (ГОСТ 7293) ВЧ 35, ВЧ 40, ВЧ 45, ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ 80, ВЧ 100 применяют для изготовления узлов и деталей с повышенными механическими свойствами. Они имеют высокую жидкоте - кучесть, незначительную склонность к образованию горячих трещин. Вместе с тем их склонность к образованию усадочных раковин и литейных напряжений выше, чем у серого чугуна. Кроме того, они имеют удовлетворительную коррозионную стойкость (не ниже, чем марок СЧ), жаростойкость, хладостойкость, антифрикционные свойства, обрабатываемость резанием и могут подвергаться сварке и автогенной резке.
В табл. 1.4.12 - іабл 14.15 приведены свойства чугуна различных марок.
