ما هو الحديد الزهر عالي السيليكون المقاوم للحرارة؟ كيف تتم عملية الإنتاج؟

من خلال إضافة كمية معينة من عناصر صناعة السبائك المحددة إلى الحديد الزهر، يمكن الحصول على سبائك الحديد الزهر ذات مقاومة أعلى للتآكل في بعض الوسائط. يعد الحديد الزهر عالي السيليكون أحد أكثر أنواع الحديد استخدامًا. تسمى سلسلة من سبائك الحديد الزهر التي تحتوي على 10٪ إلى 16٪ من السيليكون بمكاوي الزهر عالية السيليكون. باستثناء بعض الأصناف التي تحتوي على 10% إلى 12% سيليكون، يتراوح محتوى السيليكون بشكل عام من 14% إلى 16%. عندما يكون محتوى السيليكون أقل من 14.5%، يمكن تحسين الخواص الميكانيكية، ولكن تقل مقاومة التآكل بشكل كبير. إذا وصل محتوى السيليكون إلى أكثر من 18%، على الرغم من أنه مقاوم للتآكل، تصبح السبيكة هشة للغاية وغير مناسبة للصب. ولذلك، فإن الأكثر استخداما على نطاق واسع في الصناعة هو الحديد الزهر عالي السيليكون الذي يحتوي على 14.5٪ إلى 15٪ سيليكون. [1]

الأسماء التجارية الخارجية لحديد الزهر عالي السيليكون هي Duriron وDuriكلور (التي تحتوي على الموليبدينوم)، وتركيبها الكيميائي كما هو موضح في الجدول أدناه.

نموذج	المكونات الكيميائية الرئيسية،٪
	السيليكون	الموليبدينوم	الكروم	المنغنيز	الكبريت	الفوسفور	حديد
الحديد الزهر عالي السيليكون	〉14.25	—	—	0.50~0.56	〈0.05	〈0.1	يبقى
الموليبدينوم الذي يحتوي على الحديد الزهر عالي السيليكون	〉14.25	〉3	少量	0.65	〈0.05	〈0.1	يبقى

مقاومة التآكل

السبب الذي يجعل الحديد الزهر عالي السيليكون الذي يحتوي على نسبة سيليكون تزيد عن 14٪ يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل هو أن السيليكون يشكل طبقة واقية مكونة من غير مقاومة للتآكل.

بشكل عام، يتمتع الحديد الزهر عالي السيليكون بمقاومة ممتازة للتآكل في الوسائط المؤكسدة وبعض أحماض الاختزال. يمكن أن يتحمل درجات حرارة وتركيزات مختلفة من حامض النيتريك وحامض الكبريتيك وحمض الأسيتيك وحمض الهيدروكلوريك في درجة الحرارة العادية والأحماض الدهنية والعديد من الوسائط الأخرى. تآكل. إنه ليس مقاومًا للتآكل بواسطة الوسائط مثل حمض الهيدروكلوريك ذو درجة الحرارة العالية وحمض الكبريتيك وحمض الهيدروفلوريك والهالوجين والمحلول القلوي الكاوي والقلويات المنصهرة. السبب في عدم وجود مقاومة للتآكل هو أن الطبقة الواقية الموجودة على السطح تصبح قابلة للذوبان تحت تأثير القلويات الكاوية، وتصبح غازية تحت تأثير حمض الهيدروفلوريك، الذي يدمر الطبقة الواقية.

الخصائص الميكانيكية

الحديد الزهر عالي السيليكون صلب وهش وله خصائص ميكانيكية سيئة. يجب أن تتجنب تحمل الصدمات ولا يمكن استخدامها لصنع أوعية الضغط. لا يمكن تشكيل المسبوكات بشكل عام بخلاف الطحن.

أداء الآلات

يمكن أن تؤدي إضافة بعض عناصر صناعة السبائك إلى الحديد الزهر عالي السيليكون إلى تحسين أداء التصنيع. إن إضافة سبائك المغنيسيوم الأرضية النادرة إلى الحديد الزهر عالي السيليكون الذي يحتوي على 15٪ من السيليكون يمكن أن ينقي ويزيل الغاز، ويحسن هيكل المصفوفة للحديد الزهر، ويجعل الجرافيت كرويًا، وبالتالي تحسين القوة ومقاومة التآكل وأداء المعالجة للحديد الزهر؛ كما تحسن أداء الصب. بالإضافة إلى الطحن، يمكن أيضًا تدوير هذا الحديد الزهر عالي السيليكون، واستغلاله، وحفره، وإصلاحه في ظل ظروف معينة. ومع ذلك، فإنه لا يزال غير مناسب للتبريد المفاجئ والتدفئة المفاجئة؛ مقاومته للتآكل أفضل من مقاومة الحديد الزهر العادي عالي السيليكون. ، الوسائط المعدلة متشابهة بشكل أساسي.

إن إضافة 6.5% إلى 8.5% من النحاس إلى حديد الزهر عالي السيليكون الذي يحتوي على 13.5% إلى 15% من السيليكون يمكن أن يحسن أداء المعالجة. تشبه مقاومة التآكل مقاومة الحديد الزهر العادي عالي السيليكون، ولكنها أسوأ في حمض النيتريك. هذه المادة مناسبة لتصنيع دافعات المضخة والأكمام المقاومة للتآكل والتآكل القوي. يمكن أيضًا تحسين أداء المعالجة عن طريق تقليل محتوى السيليكون وإضافة عناصر صناعة السبائك. يمكن أن تؤدي إضافة الكروم والنحاس والعناصر الأرضية النادرة إلى حديد الزهر السيليكوني الذي يحتوي على 10% إلى 12% من السيليكون (يُسمى الفيروسيليكون المتوسط) إلى تحسين هشاشته وقابليته للمعالجة. يمكن تدويره، وحفره، واستغلاله، وما إلى ذلك، وفي العديد من الوسائط، لا تزال مقاومة التآكل قريبة من مقاومة الحديد الزهر عالي السيليكون.

في الحديد الزهر متوسط ​​السيليكون الذي يحتوي على السيليكون من 10% إلى 11%، بالإضافة إلى 1% إلى 2.5% موليبدينوم، 1.8% إلى 2.0% نحاس و0.35% عناصر أرضية نادرة، تم تحسين أداء المعالجة، ويمكن تحويله وتدويره. مقاومة. مقاومة التآكل تشبه مقاومة الحديد الزهر عالي السيليكون. لقد أثبتت الممارسة أن هذا النوع من الحديد الزهر يستخدم كمكره لمضخة حمض النيتريك المخفف في إنتاج حمض النيتريك ومكره لمضخة تداول حمض الكبريتيك لتجفيف الكلور، والتأثير جيد جدًا.

تتمتع مكاوي الزهر عالية السيليكون المذكورة أعلاه بمقاومة ضعيفة للتآكل بحمض الهيدروكلوريك. بشكل عام، يمكنها فقط مقاومة التآكل في حمض الهيدروكلوريك منخفض التركيز في درجة حرارة الغرفة. من أجل تحسين مقاومة التآكل للحديد الزهر عالي السيليكون في حمض الهيدروكلوريك (وخاصة حمض الهيدروكلوريك الساخن)، يمكن زيادة محتوى الموليبدينوم. على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي إضافة 3% إلى 4% من الموليبدينوم إلى الحديد الزهر عالي السيليكون مع محتوى السيليكون من 14% إلى 16% إلى الحصول على حديد الزهر عالي السيليكون المحتوي على الموليبدينوم سيشكل طبقة واقية من أوكسي كلوريد الموليبدينوم على سطح الصب تحت عمل حمض الهيدروكلوريك. وهو غير قابل للذوبان في حمض الهيدروكلوريك، مما يزيد بشكل كبير من قدرته على مقاومة تآكل حمض الهيدروكلوريك عند درجات الحرارة العالية. تظل مقاومة التآكل دون تغيير في الوسائط الأخرى. ويسمى هذا الحديد الزهر عالي السيليكون أيضًا بالحديد الزهر المقاوم للكلور. [1]

معالجة حديد الزهر عالي السيليكون

يتميز الحديد الزهر عالي السيليكون بمزايا الصلابة العالية (HRC = 45) والمقاومة الجيدة للتآكل. لقد تم استخدامه كمادة لأزواج احتكاك الختم الميكانيكي في الإنتاج الكيميائي. نظرًا لأن الحديد الزهر يحتوي على 14-16٪ من السيليكون، وهو صلب وهش، فهناك بعض الصعوبات في تصنيعه. ومع ذلك، من خلال الممارسة المستمرة، ثبت أنه لا يزال من الممكن تشكيل الحديد الزهر عالي السيليكون في ظل ظروف معينة.

تتم معالجة الحديد الزهر عالي السيليكون على مخرطة، ويتم التحكم في سرعة المغزل عند 70 ~ 80 دورة في الدقيقة، وتكون تغذية الأداة 0.01 مم. قبل التقليب الخشن، يجب أن يتم طحن حواف الصب بعيدًا. يبلغ الحد الأقصى لكمية التغذية للخراطة الخشنة بشكل عام 1.5 إلى 2 مم لقطعة العمل.

مادة رأس أداة الدوران هي YG3، والمواد الجذعية للأداة هي فولاذ الأداة.

اتجاه القطع عكسي. لأن الحديد الزهر عالي السيليكون هش للغاية، يتم القطع من الخارج إلى الداخل وفقًا للمادة العامة. في النهاية، سيتم تقطيع الزوايا وسيتم تقطيع الحواف، مما يؤدي إلى إلغاء قطعة العمل. وفقًا للممارسة، يمكن استخدام القطع العكسي لتجنب التقطيع والتقطيع، ويجب أن تكون كمية القطع النهائية للسكين الخفيف صغيرة.

نظرًا للصلابة العالية لحديد الزهر عالي السيليكون، فإن حافة القطع الرئيسية لأدوات الخراطة تختلف عن أدوات الخراطة العادية، كما هو موضح في الصورة على اليمين. الأنواع الثلاثة من أدوات الخراطة الموجودة في الصورة لها زوايا أشعل النار سلبية. تتميز حافة القطع الرئيسية وحافة القطع الثانوية لأداة الخراطة بزوايا مختلفة وفقًا للاستخدامات المختلفة. الصورة أ توضح أداة الدوران الدائرية الداخلية والخارجية، وزاوية الانحراف الرئيسية A=10°، وزاوية الانحراف الثانوية B=30°. تُظهر الصورة ب أداة الدوران النهائية، وزاوية الانحراف الرئيسية A=39°، وزاوية الانحراف الثانوية B=6°. يوضح الشكل C أداة الدوران المائلة، زاوية الانحراف الرئيسية = 6°.

تتم معالجة ثقوب الحفر في الحديد الزهر عالي السيليكون بشكل عام على آلة مملة. تتراوح سرعة المغزل من 25 إلى 30 دورة في الدقيقة وكمية التغذية من 0.09 إلى 0.13 ملم. إذا كان قطر الحفر يتراوح من 18 إلى 20 مم، فاستخدم أداة فولاذية ذات صلابة أعلى لطحن الأخدود الحلزوني. (يجب ألا يكون الأخدود عميقًا جدًا). يتم دمج قطعة من كربيد YG3 في رأس لقمة الحفر والأرض بزاوية مناسبة لحفر المواد العامة، لذلك يمكن إجراء الحفر مباشرة. على سبيل المثال، عند حفر ثقب أكبر من 20 مم، يمكنك أولاً حفر 18 إلى 20 ثقبًا، ثم عمل لقمة ثقب وفقًا للحجم المطلوب. يتم دمج رأس لقمة الحفر مع قطعتين من الكربيد (يتم استخدام مادة YG3)، ثم يتم طحنها على شكل نصف دائرة. تكبير الحفرة أو تحويلها بالسيف.

طلب

نظرًا لمقاومته الفائقة للتآكل الحمضي، فقد تم استخدام الحديد الزهر عالي السليكون على نطاق واسع للحماية من التآكل الكيميائي. النوع الأكثر شيوعًا هو STSil5، والذي يستخدم بشكل أساسي لتصنيع مضخات الطرد المركزي المقاومة للأحماض والأنابيب والأبراج والمبادلات الحرارية والحاويات والصمامات والمحابس وما إلى ذلك.

بشكل عام، الحديد الزهر عالي السيليكون هش، لذا يجب توخي الحذر الشديد أثناء التركيب والصيانة والاستخدام. لا تضرب بمطرقة أثناء التثبيت؛ يجب أن يكون التجميع دقيقًا لتجنب تركيز الإجهاد المحلي؛ يُمنع منعا باتا حدوث تغيرات جذرية في اختلاف درجات الحرارة أو التدفئة المحلية أثناء التشغيل، خاصة عند البدء أو التوقف أو التنظيف، ويجب أن تكون سرعة التسخين والتبريد بطيئة؛ أنها ليست مناسبة لاستخدامها كمعدات الضغط.

يمكن تصنيعها في العديد من مضخات الطرد المركزي المقاومة للتآكل، ومضخات التفريغ Nessler، والمحابس، والصمامات، والأنابيب ذات الشكل الخاص ووصلات الأنابيب، والأنابيب، وأذرع الفنتوري، وفواصل الإعصار، وأبراج إزالة النتروجين وأبراج التبييض، وأفران التركيز وآلات الغسيل المسبق، إلخ. في إنتاج حمض النيتريك المركز، تصل درجة حرارة حمض النيتريك إلى 115 إلى 170 درجة مئوية عند استخدامه كعمود تجريد. تتعامل مضخة الطرد المركزي لحمض النيتريك المركز مع حمض النيتريك بتركيز يصل إلى 98%. يتم استخدامه كمبادل حراري وبرج معبأ للحامض المختلط من حامض الكبريتيك وحامض النيتريك، وهو في حالة جيدة. أفران تسخين البنزين في إنتاج التكرير، وأبراج تقطير أنهيدريد الأسيتيك وأبراج تقطير البنزين لإنتاج السليلوز ثلاثي الأسيتات، ومضخات الحمض لإنتاج حمض الأسيتيك الجليدي وإنتاج حمض الكبريتيك السائل، بالإضافة إلى مضخات ومحابس المحاليل الحمضية أو الملحية المختلفة، وما إلى ذلك. كلها تستخدم في التطبيقات عالية الكفاءة. الحديد الزهر السيليكون.

الحديد الزهر عالي السيليكون والنحاس (سبائك GT) مقاوم للتآكل بحمض القلوي والكبريتيك، ولكن ليس للتآكل بحمض النيتريك. لديها مقاومة أفضل للقلويات من الحديد الزهر الألومنيوم ومقاومة التآكل العالية. يمكن استخدامه في المضخات والدفاعات والبطانات شديدة التآكل والمعرضة لارتداء الملاط.