En ajoutant une certaine quantité de certains éléments d'alliage à la fonte, il est possible d'obtenir une fonte alliée présentant une résistance à la corrosion plus élevée dans certains milieux. La fonte à haute teneur en silicium est l’une des plus utilisées. Une série de fontes alliées contenant 10 à 16 % de silicium est appelée fontes à haute teneur en silicium. À l'exception de quelques variétés contenant 10 à 12 % de silicium, la teneur en silicium varie généralement de 14 à 16 %. Lorsque la teneur en silicium est inférieure à 14,5 %, les propriétés mécaniques peuvent être améliorées, mais la résistance à la corrosion est fortement réduite. Si la teneur en silicium dépasse 18 %, bien qu’il soit résistant à la corrosion, l’alliage devient très cassant et ne convient pas à la coulée. Ainsi, la fonte la plus utilisée dans l’industrie est la fonte à haute teneur en silicium contenant 14,5 à 15 % de silicium. [1]
Les noms commerciaux étrangers de la fonte à haute teneur en silicium sont Duriron et Durichlor (contenant du molybdène), et leur composition chimique est indiquée dans le tableau ci-dessous.
| modèle | Principaux composants chimiques, % | ||||||
| silicium | molybdène | chrome | manganèse | soufre | phosphore | fer | |
| Fonte à haute teneur en silicium | 〉14h25 | — | — | 0,50～0,56 | 〈0,05 | 〈0,1 | Rester |
| Fonte à haute teneur en silicium contenant du molybdène | 〉14h25 | 〉3 | 少量 | 0,65 | 〈0,05 | 〈0,1 | Rester |
Résistance à la corrosion
La raison pour laquelle la fonte à haute teneur en silicium avec une teneur en silicium de plus de 14 % a une bonne résistance à la corrosion est que le silicium forme un film protecteur composé de non résistant à la corrosion.
D'une manière générale, la fonte à haute teneur en silicium présente une excellente résistance à la corrosion dans les milieux oxydants et certains acides réducteurs. Il peut résister à diverses températures et concentrations d'acide nitrique, d'acide sulfurique, d'acide acétique, d'acide chlorhydrique à température normale, d'acides gras et de nombreux autres milieux. corrosion. Il ne résiste pas à la corrosion par des milieux tels que l'acide chlorhydrique à haute température, l'acide sulfureux, l'acide fluorhydrique, l'halogène, la solution alcaline caustique et l'alcali fondu. La raison du manque de résistance à la corrosion est que le film protecteur en surface devient soluble sous l'action d'un alcali caustique, et devient gazeux sous l'action de l'acide fluorhydrique, qui détruit le film protecteur.
Propriétés mécaniques
La fonte à haute teneur en silicium est dure et cassante avec de mauvaises propriétés mécaniques. Il doit éviter les chocs et ne peut pas être utilisé pour fabriquer des récipients sous pression. Les pièces moulées ne peuvent généralement pas être usinées autrement que par meulage.
Performances d'usinage
L'ajout de certains éléments d'alliage à la fonte à haute teneur en silicium peut améliorer ses performances d'usinage. L'ajout d'un alliage de magnésium de terres rares à une fonte à haute teneur en silicium contenant 15 % de silicium peut purifier et dégazer, améliorer la structure matricielle de la fonte et sphéroïdiser le graphite, améliorant ainsi la résistance, la résistance à la corrosion et les performances de traitement de la fonte ; pour le casting, les performances se sont également améliorées. En plus du meulage, cette fonte à haute teneur en silicium peut également être tournée, taraudée, percée et réparée sous certaines conditions. Cependant, il n’est toujours pas adapté au refroidissement et au chauffage soudains ; sa résistance à la corrosion est meilleure que celle de la fonte ordinaire à haute teneur en silicium. , les médias adaptés sont fondamentalement similaires.
L'ajout de 6,5 % à 8,5 % de cuivre à une fonte à haute teneur en silicium contenant 13,5 % à 15 % de silicium peut améliorer les performances d'usinage. La résistance à la corrosion est similaire à celle de la fonte ordinaire à haute teneur en silicium, mais elle est pire dans l'acide nitrique. Ce matériau convient à la fabrication de roues et de manchons de pompe résistants à une forte corrosion et à l'usure. Les performances d'usinage peuvent également être améliorées en réduisant la teneur en silicium et en ajoutant des éléments d'alliage. L'ajout de chrome, de cuivre et d'éléments de terres rares à la fonte au silicium contenant 10 à 12 % de silicium (appelée ferrosilicium moyen) peut améliorer sa fragilité et sa transformabilité. Elle peut être tournée, percée, taraudée, etc., et dans de nombreux milieux, la résistance à la corrosion est encore proche de celle de la fonte à haute teneur en silicium.
Dans la fonte à silicium moyen avec une teneur en silicium de 10 % à 11 %, plus 1 % à 2,5 % de molybdène, 1,8 % à 2,0 % de cuivre et 0,35 % d'éléments de terres rares, les performances d'usinage sont améliorées et peuvent être tournées et résistant. La résistance à la corrosion est similaire à celle de la fonte à haute teneur en silicium. La pratique a prouvé que ce type de fonte est utilisé comme turbine de pompe à acide nitrique dilué dans la production d'acide nitrique et comme turbine de pompe de circulation d'acide sulfurique pour le séchage du chlore, et l'effet est très bon.
Les fontes à haute teneur en silicium mentionnées ci-dessus présentent une faible résistance à la corrosion par l'acide chlorhydrique. Généralement, ils ne peuvent résister à la corrosion que dans l’acide chlorhydrique à faible concentration à température ambiante. Afin d'améliorer la résistance à la corrosion de la fonte à haute teneur en silicium dans l'acide chlorhydrique (en particulier l'acide chlorhydrique chaud), la teneur en molybdène peut être augmentée. Par exemple, l'ajout de 3 % à 4 % de molybdène à une fonte à haute teneur en silicium avec une teneur en silicium de 14 % à 16 % peut obtenir une fonte à haute teneur en silicium contenant du molybdène qui formera un film protecteur d'oxychlorure de molybdène sur la surface de la pièce moulée sous le action de l'acide chlorhydrique. Il est insoluble dans l’acide chlorhydrique, augmentant ainsi considérablement sa capacité à résister à la corrosion par l’acide chlorhydrique à haute température. La résistance à la corrosion reste inchangée dans d'autres milieux. Cette fonte à haute teneur en silicium est également appelée fonte résistante au chlore. [1]
Traitement de la fonte à haute teneur en silicium
La fonte à haute teneur en silicium présente les avantages d'une dureté élevée (HRC=45) et d'une bonne résistance à la corrosion. Il a été utilisé comme matériau pour les paires de friction de garnitures mécaniques dans la production chimique. Étant donné que la fonte contient 14 à 16 % de silicium, qu'elle est dure et cassante, sa fabrication présente certaines difficultés. Cependant, grâce à une pratique continue, il a été prouvé que la fonte à haute teneur en silicium peut encore être usinée sous certaines conditions.
La fonte à haute teneur en silicium est traitée sur un tour, la vitesse de broche est contrôlée à 70 ~ 80 tr/min et l'avance de l'outil est de 0,01 mm. Avant le tournage grossier, les bords de coulée doivent être meulés. L'avance maximale en tournage ébauche est généralement de 1,5 à 2 mm pour la pièce.
Le matériau de la tête de l'outil de tournage est du YG3 et le matériau de la tige de l'outil est de l'acier à outils.
Le sens de coupe est inversé. La fonte à haute teneur en silicium étant très fragile, la découpe s'effectue de l'extérieur vers l'intérieur en fonction du matériau général. En fin de compte, les coins seront ébréchés et les bords seront ébréchés, ce qui entraînera la mise au rebut de la pièce. Selon la pratique, la coupe inversée peut être utilisée pour éviter l'écaillage et l'écaillage, et la quantité de coupe finale du couteau léger doit être faible.
En raison de la dureté élevée de la fonte à haute teneur en silicium, le tranchant principal des outils de tournage est différent des outils de tournage ordinaires, comme le montre l'image de droite. Les trois types d’outils de tournage présentés sur la photo ont des angles de coupe négatifs. Le tranchant principal et le tranchant secondaire de l'outil de tournage ont des angles différents selon les différentes utilisations. L'image a montre l'outil de tournage circulaire interne et externe, l'angle de déviation principal A=10° et l'angle de déviation secondaire B=30°. L'image b montre l'outil de tournage d'extrémité, l'angle de déclinaison principal A=39° et l'angle de déclinaison secondaire B=6°. La figure C montre l'outil de tournage de biseau, l'angle de déflexion principal = 6°.
Le perçage des trous dans la fonte à haute teneur en silicium est généralement réalisé sur une aléseuse. La vitesse de broche est de 25 à 30 tr/min et l'avance est de 0,09 à 0,13 mm. Si le diamètre de perçage est compris entre 18 et 20 mm, utilisez un acier à outils d'une dureté plus élevée pour meuler la rainure en spirale. (La rainure ne doit pas être trop profonde). Un morceau de carbure YG3 est intégré dans la tête du foret et meulé à un angle adapté au perçage de matériaux généraux, afin que le perçage puisse être effectué directement. Par exemple, lorsque vous percez un trou de plus de 20 mm, vous pouvez d'abord percer 18 à 20 trous, puis réaliser un foret selon la taille requise. La tête du foret est incrustée de deux morceaux de carbure (un matériau YG3 est utilisé), puis meulée en demi-cercle. Agrandissez le trou ou tournez-le avec un sabre.
application
En raison de sa résistance supérieure à la corrosion acide, la fonte à haute teneur en silicium a été largement utilisée pour la protection contre la corrosion chimique. La qualité la plus typique est STSil5, qui est principalement utilisée pour fabriquer des pompes centrifuges, des tuyaux, des tours, des échangeurs de chaleur, des conteneurs, des vannes et des robinets résistants aux acides, etc.
De manière générale, la fonte à haute teneur en silicium est fragile, il faut donc faire très attention lors de l'installation, de l'entretien et de l'utilisation. Ne frappez pas avec un marteau pendant l'installation ; l'assemblage doit être précis pour éviter la concentration locale des contraintes ; les changements drastiques de différence de température ou de chauffage local sont strictement interdits pendant le fonctionnement, notamment lors du démarrage, de l'arrêt ou du nettoyage, la vitesse de chauffage et de refroidissement doit être lente ; il ne convient pas pour être utilisé comme équipement sous pression.
Il peut être transformé en diverses pompes centrifuges résistantes à la corrosion, pompes à vide Nessler, robinets, vannes, tuyaux et joints de tuyaux de forme spéciale, tuyaux, bras venturi, séparateurs cycloniques, tours de dénitrification et tours de blanchiment, fours de concentration et machines de pré-lavage, etc. Dans la production d'acide nitrique concentré, la température de l'acide nitrique atteint 115 à 170°C lorsqu'il est utilisé comme colonne de stripping. La pompe centrifuge d'acide nitrique concentré traite de l'acide nitrique avec une concentration allant jusqu'à 98 %. Il est utilisé comme échangeur de chaleur et tour à garnissage pour l'acide mixte d'acide sulfurique et d'acide nitrique, et est en bon état. Les fours de chauffage pour l'essence dans la production de raffinage, les tours de distillation d'anhydride acétique et de benzène pour la production de triacétate de cellulose, les pompes à acide pour la production d'acide acétique glacial et la production d'acide sulfurique liquide, ainsi que diverses pompes et robinets de solutions acides ou salines, etc., sont tous utilisés dans des applications à haut rendement. Fonte au silicium.
La fonte de cuivre à haute teneur en silicium (alliage GT) résiste à la corrosion par les alcalis et l'acide sulfurique, mais pas à la corrosion par l'acide nitrique. Il a une meilleure résistance aux alcalis que la fonte d’aluminium et une résistance élevée à l’usure. Il peut être utilisé dans les pompes, les roues et les bagues qui sont très corrosives et sujettes à l'usure des boues.
Heure de publication : 30 mai 2024
