Железо Науглероживание

Физико-химические процессы доменной плавки. Условно процессы, протекающие в доменной печи, разделяют на горение топлива разложение компонентов шихты восстановление железа науглероживание железа восстановление марганца, кремния, фосфора, серы шлакообразование. Все эти процессы проходят в доменной печи одновременно, но с разной интенсивностью, при различных температурах и на разных уровнях. [c.29]

Повышение прочности молибдена объясняется поверхностным науглероживанием (молибден — более активный карбидообразователь, чем железо, так как расположен в периодической системе элементов левее железа имеет менее достроенную электронную с -оболочку [91, 92]), образованием карбидов молибдена и их выделением при охлаждении в дисперсном виде (дисперсионное твердение). Эти процессы, приводящие к упрочнению молибдена, и обусловливают изменение характера разрушения — оно происходит не по молибдену, а по сварному шву. [c.99]

В сплавах на основе железа и никеля при температурах 425— 800 °С наблюдалось катастрофическое науглероживание в виде металлического пылеобразования [96, 97]. Эта сильно локализованная форма коррозии и питтинга, как правило, развивается из. таких участках поверхности, где произошло разрушение защитной окисной пленки, которая сначала науглероживается, а затем в результате механического [96] или химического [97] воздействия превращается в пыль, состоящую из графита, металла, смешанных окислов и карбидов. Тщательно исследуются также термодинамика и кинетика растворения азота в сплавах, а также образование выделений нитридов [98] и формирование поверхностных нитридных окалин [99]. [c.24]

Связанный углерод в пористых подшипниках на железной основе получается при спекании за счёт науглероживания железа графитом (в железо-графитовых материалах) или при последующей цементации. Перлитная струк- [c.256]

II пламенных печах происходит взаимодействие газов с железом (окисление) и углеродом стали (обезуглероживание). Окисление и обезуглероживание отрицательно влияют на конструкционную прочность деталей и на ряд показателей производства (угар, необходимость дополнительных операций по очистке, излишние припуски на механическую обработку и т. п.). Для предупреждения окисления и обезуглероживания стальных деталей (а также с целью науглероживания и насыщения специальными элементами) применяются газовые среды, получившие общее название контролируемых атмосфер, взаимодействие которых со сталью при её нагреве регулируется в требуемом по технологическому процессу направлении. [c.559]

Участие углекислого газа или окиси углерода в процессе окисления железа доказывает наличие в окисной пленке углерода. При указанных температурах науглероживание стали не наблюдалось. Образованию гематита препятствует протекание реакции с окисью углерода (см. уравнение 29 в табл. 1/-7). [c.329]

При содержании кислорода более 0,005% на поверхности материала образуются продукты коррозии в виде сложных окислов железа и натрия, которые также могут растворяться в потоке и осаждаться затем в холодном месте контура. В поверхностном слое материала при этом уменьшается содержание железа. Коррозия и перенос массы этих материалов заметно усиливаются при температурах более 700 " С, интенсивность этих процессов находится в линейной зависимости от температуры и скорости жидкости. Влияние примеси кислорода начинает сказываться при содержании его в жидком металле более 0,005%. Существенное науглероживание поверхности аустенитных сталей (на глубину 0,1—0,2 мм) наблюдается в присутствии в системе сталей (например, низколегированных хромомолибденовых), содержащих 0,1—0,2% углерода. [c.291]

На рис. 74 представлены кривые равновесия атмосферы СО - СО, с железом и хромом, показывающие, что высоко.хромистые сплавы не окисляются только при больших соотношениях СО/СО,. Науглероживающая способность атмосферы оценивается величиной углеродного потенциала, Углеродным потенциалом газовой среды с заданными параметрами (состав, температура) условно называют предел, к которому стремится концентрация углерода в стали, помещенной в эту среду, при времени, стремящемся к бесконечности [67]. Если исходная концентрация углерода в стали ниже значения углеродного потенциала атмосферы, то возможно насыщение металла углеродом, а если выше, то возможно обезуглероживание. Из практики углеродный потенциал среды определяется По степени науглероживания фольги из чистого железа [б8]. [c.110]

Физико-химические закономерности образования структуры при спекании материалов, содержащих железо и графит, изучены достаточно подробно. Большое влияние на механические свойства получаемых изделий оказывает температура спекания, так как при ее повышении увеличивается скорость науглероживания металлической основы, что приводит к повышению прочности и твердости изделий. [c.39]

Науглероживание железа и плавление [c.75]

Находясь в постоянном контакте с доменными газами и раскаленным коксом, губчатое железо, получившееся в результате восстановления кусков агломерата или руды, постепенно науглероживается. С повышением температуры растворимость углерода в железе достигает 5—6 %. Рассмотрим особенности науглероживания железа при его взаимодействии с СО 2С0+[С]=С02- [c.75]

Науглероживание губчатого железа частично уже происходит в области температур, где завершается восстановление FeO до Fe. По мере повышения температуры науглероживание ускоряется и углерод, растворившийся в поверхностном слое кусков железа, диффундирует к центру. Диффузия углерода приводит постепенно к превращению губчатого железа в сплав железа с углеродом, когда в твердом состоянии образуются карбиды железа. [c.76]

Науглероживание железа. Восстановление железа начинается в верхней части шахты доменной печи при 500. .. 570 °С и заканчивается в распаре при 1100. .. [c.30]

С. При этих температурах восстановленное железо с Т = 1539 °С находится в твердом состоянии или в виде губчатой массы. Однако уже в шахте доменной печи наряду с восстановлением железа происходит и его науглероживание при взаимодействии с оксидом углерода, коксом, сажистым углеродом. Это приводит к образованию жидкого расплава, который каплями начинает стекать в горн. [c.30]

Давление кислорода в жидком железе в равновесии с углеродом изменяется обратно пропорционально концентрации последнего. С повышением содержания углерода до насыщения сплава давление кислорода в жидком железе в равновесии с углеродом при 1500 С и атмосферном давлении уменьшается в 10 раз и имеет величину порядка lO- s аг, что составляет примерно 2-10-4% О. Понижение общего давления до 0,1 ат вызывает дальнейшее уменьшение равновесного давления кислорода в сплаве примерно в 100 раз [66]. Эти данные свидетельствуют о том, что при науглероживании жидкий сплав [c.97]

В работе [350] изучали температурную зависимость скорости растворения графита в магниевом чугуне. Полученные автором значения энергии активации нельзя приписать реальному процессу, контролирующему растворение графита они скорее свидетельствуют о сложности явления. Обнаружено, что скорость науглероживания с температурой меняется сильнее, чем это следует из расчета. Из приведенных в работах [267, 340, 344] данных следует, что, помимо диффузии углерода в железе, на кинетику растворения графита влияют и другие факторы. На основании результатов микроструктурного исследования аустенитизации чугуна можно заключить, что отвод атомов углерода от включения происходит быстрее, чем переход их из графита в твердый раствор [17]. Немалую роль в этом играет усложненная пористостью межфазная граница графита и матрицы. [c.91]

Графит разрушается чаще в начале растворения, так как работа адгезии увеличивается при химическом взаимодействии. Так, поданным исследования [179], работа адгезии пр растворении графита в жидком железе при 1550° С уменьшилась от 3050 в начальный мо.мент до 1300 эрг см при приближении к равновесию. Если это изменение определяется теплотой растворения, то следует ожидать, что при науглероживании твердого железа работа адгезии будет велика в начальный момент, поскольку теплоты растворения графита в н<идком и в у-железе не сильно отличаются друг от друга (А//с соответственно равна ]3 460 "и 10 ООО кал моль [136]). [c.95]

Физико-химические процессы, протекающие в доменной печи, отличаются сложностью. В ней одновременно происходит горение топлива, разложение карбонатов, удаление влаги, восстановление оксидов, образование шлака, науглероживание железа и т. д. [c.172]

Согласно термодинамическим расчетам [48], при нагреве кадмия, кобальта, меди, железа, германия, молибдена, вольфрама, никеля в окиси углерода до 720—920 °С не возникает опасности науглероживания. Для кремния, марганца, хрома, ниобия, титана окись углерода выше 1230 °С является окислительной и науглероживающей средой. [c.138]

Фундаментальные исследования равновесия процессов обезуглероживания или науглероживания сплавов железа с углеродом и в смесях водорода и метана по реакции (5) при общем давлении 1 атм выполнены Шенком [51]. Согласно данным этих работ константа равновесия реакции (5) для насыщенного твердого раствора углерода в а -железе имеет вид [c.132]

Фиг. 318. Диаграмма науглероживания железа (по Иогансону и Сетта).

Гелий используется как теплопередающая среда в высокотемпературных реакторах, а в будущем он, возможно, будет применен в реакторах на быстрых нейтронах. Чистый гелий не реагирует с металлами, однако он может быть загрязнен воздухом, влагой или маслом, а в процессе работы газами, адсорбированными графитом активной зоны или отражателя, и влагой или водой в результате утечки из парогенератора. Примеси реагируют с нагретым графитом, образуя восстановительную атмосферу, в которой преобладает водород и моноокись углерода. Содержание примесей в контуре реактора Dragon , которое, вероятно, ниже, чем в промышленных реакторах, составляет 5-10 % Иг, 15-10 % СО, 5-10 % НгО и 5-10 % СН4. В этих условиях никель и кобальт практически не окисляются железо, молибден и вольфрам находятся почти в равновесии с их окислами в то же время такие металлы, как хром, ниобий и частично алюминий, быстро окисляются, рис. 11.10 [12]. При высокой температуре быстро науглероживаются молибден, хром, ниобий и титан, в то время как большинство других металлов не науглероживается (рис. 11.11). Поскольку концентрация окисляющих и науглероживающих газов мала, то их недостаточно для получения сплошной окисной пленки, которая могла бы полностью защитить металл от взаимодействия. Следовательно, существует возможность развития коррозии или науглероживания на отдельных участках, в частности, по границам зерен. [c.154]

Никель-хромовые сплавы подвержены науглероживанию. В работе ( 68] отмечается, что сплавы типа Х20Х80 науглероживаются уже при 950°С с образованием карбидов хрома, преимущественно по границам зерен. При выдержке содержание хрома в сплаве может снизиться до 10 - 12 %, а на поверхности сплава, под окалиной, содержание хрома падает еще ниже. В экзотермической атмосфере при температурах выше 900°С на никель-хромовых сплавах развивается межкристаллитное окисление с образованием окисла хрома по границам зерен, приводящее к быстрому разрушению металла. Это явление, получившее название зеленая гниль , делает нихромы непригодными для эксплуатации в атмосфере экзогаза. Более устойчив в этих условиях ферронихром марки Х15Н60-Н. Стойкость нихромов в углеродсодержащих атмосферах зависит от легирования. По данным Ф.Сибли легирование кремнием, железом, кобальтом, марганцем и ниобием заметно повышает срок [c.110]

Сущность метода переплава состоит в том, что отходы стали 1Х18Н9Т заваливают в печь совместно с блюмами мягкого железа, расплавляют и проводят необходимое рафинирование металла. Однако необходимо принять меры, которые бы обеспечили устранение науглероживания ванны электродами. Поэтому прежде чем включить печь, тщательно осматривают электроды и проверяют автоматику печи. Электроды, имеющие на концах трещины, огарки и ниппели, удаляют, так как в ходе плавкп они могут оборваться, попасть в металл и иаугле-родить его. Не менее опасно включать печь при неисправной автоматике, которая может привести к непрерывному опусканию концов электродов в металл и, как следствие, науглероживанию его. [c.104]

Перед плавкой низкоуглеродистой стали с целью уменьшения науглероживания тигель промывали плавкой никеля. Порядок завалки был следующий на подину загружали часть никеля, затем мягкое железо, остальной никель и феррохром. По ходу плавления в печь присаживали битое стекло в количестве около 1% от массы шихты. После полного расплавления завалки отбирали две параллельные пробы металла на полный химический анализ, а затем снимали шлак периода плавления н наводили новый из боя стёкла в количестве, достаточном, чтобы закрыть металл. Раскисление шлака после его обновления производили смесью порошков алюминия (1—2 кг/т) и силикокальция (1 кг/т). По получении анализов проб плавку корректировали на содержание 0 ней хрома и никеля, а затем металл подог- [c.165]

Одновременно совершенствовался и способ получения стали. Кричный способ уже не мог удовлетворить потребности в железе. Прочность сталям придавал углерод. Науглероживание кричного железа производили либо в твердом состоянии, либо сплавлением с чугуном в маленьких тиглях. Но такие методы не могли дать много стали. В конце XVIII в. на металлургических заводах появился новый процесс — пудлингование. Сущность процесса пудлингования заключалась в том, что топка была отделена от ванны, в которой расплавляют чугун. По мере окисления примесей из жидкого чугуна выпадали кристаллы твердого железа, которые накапливались на поду ванны. Ванну перемешивали ломом, намораживали на него тестообразную железную массу (до 50 кг) и вытаскивали из печи. Эту массу — крицу обжимали под молотом и получали железо. [c.10]

Науглероживание железа в основном происходит в области заплечиков печи и несколько выше их. Температура плавления науглероженного железа значительно ниже температуры плавления чистого железа (1540°С). Так, сплав железа с 4,3 % углерода плавится при 1147°С. В некоторый момент, когда температура плавления сплава железа с 2—3 % С становится равной температуре доменных газов, начинается оплавление кусков железа и образование капель сплава при 1250—1300°С, т. е. к концу полного восстановления оксидов железа на горизонте распара и верхней части заплечиков. [c.76]

Капли железоуглеродистого расплава сливаются в струйки и стекают в горн печи. При движении вниз металл контактирует с кусками раскаленного кокса и путем прямого растворения углерода 3Fe-f = Fe3 дополнительно науглероживается. Благодаря науглероживанию в жидком состоянии концентрация углерода в металле повышается до 3,5—4,5 %. Конечное содержание углерода в чугуне будет определяться следующими факторами 1) химическим составом металла, т. е. содержанием в нем кремния, марганца и других элементов, влияющих на растворимость углерода в железе 2) температурой нагрева чугуна 3) длительностью пребывания чугуна в нижней части печи. Чугун тем больше насыщается углеродом, чем дольше он находится в контак те с раскаленным коксом и чем выше его температура. Высокий нагрев увеличивает растворимость углерода в железе. После выпуска чугуна из печи и некоторого его охлаждения углерод выделяется из сплава в виде твердого чешуйчатого графита или спели, которая при хранении чугуна в ковше или в миксере всплывает на поверхность. Кроме углерода, в железо переходят фосфор, кремний, марганец, сера. Содержание углерода в литейном чугуне составляет -4,0 %, а в передельном 4,5 % [c.76]

И науглероживание (длительность этих трех циклов 3X3 = 9 ч), разгрузка— загрузка—1,5 ч и столько же на ремонты. При помощи, клапанов в реторты последовательно подается газ с пониженной восстановительной способностью, использованный та стадии окончательного восстановлергия свежий нагретый газ для окончательного восстановления и холодный газ для охлаждения. Перед каждой ретортой имеется подогреватель газа, а после нее — устройство для удаления влаги. Газ подогревают в трубчатых рекуператорах до 1100 °С. Рекуператоры отапливаются газом, выходящим из реторт. В ретортах осуществляется предварительный подогрев шихты и восстановление ее газом, выходящим из других реторт и прошедшим очистку от паров воды и подогрев. В других ретортах шихта восстанавливается подогретом газом из конверсионной установки. В третьих происходит науглероживание железа. [c.95]

Мягкое железо специально выплавляют в мартеновских печах и конвертерах и применяют для регулирования содержания углерода в процессе электроплавки. В железе содержится 0,01—0,15 % С и <0,020 % Р. Поскольку в электропечах выплавляют основное количество легированных сталей, то для их производства используют различные легирующие добавки электролитический никель или NiO, феррохром, ферросилиций, ферромарганец, ферромолибден, ферровольфрам и др. В качестве раскислителя помимо ферромарганца и ферросилиция применяют чистый алюминий. Для науглероживания используют передельный чугун, электродный бой для наведения шлака применяют свежеобожженную известь, плавиковый шпат, шамотный бой, доломит и MgO в виде магнезита. [c.181]

Влияние температуры жидкого металла на процесс науглероживания Величина достижимой концентрации на сыщения жидкого железа углеродом зависит от темпера туры Согласно исследованиям Чипмана эта зависимость имеет линейный характер [c.72]

Температурная зависимость предельной растворимости углерода в жидком железе в первом приближении (без учета химического состава и угара) позволяет определить величину фактически достижимой концентрации углерода Сд из основного уравнения процесса науглероживания (30). Скорость растворения реагента также зависит от температуры жидкого металла, поскольку изменение температуры прямо влияет на величину коэффициента диффузии. Результаты измерений показывают, что при повышении температуры от 1550 до 1650° С значение коэффициента диффузии углерода в чистом железе возрастает от 2,5-10- до 6,0-10- см 1сек [64], т. е. влияние температуры на коэффициент диффузии весьма существенно. [c.73]

В интенсивно перемешиваемой электромагнитными силами ванне металла при науглероживании заметный градиент концентраций компонентов существует только в областях, непосредственно примыкающих к поверхности раздела науглероживатель — металл. Сера является поверхностно-активным элементом и сильно снижает поверхностное натяжение жидкого железа. Поэтому повышение содержания серы в поверхностном слое расплава является самопроизвольно протекающим процессом, уменьшающим общий изобарный потенциал системы. Положительная адсорбция серы жидкой сталью зависит, таким образом, от состава расплава, свойств науглеро-живателя и присутствия в нем других поверхностно-активных компонентов. Углерод, кислород, кремний, алюминий — поверхностно-активные вещества. Они образуют в жидком железе соединения, более устойчивые, чем сульфиды железа. При этом переход серы в металл уменьшается. Совместное действие углерода, кислорода, кремния и алюминия может быть значительным. Теоретически при содержании 4% углерода в чугуне равновесное содержание серы должно быть всего лишь 0,0024% [92]. Расхождение результатов, полученных на практике, с расчетными в сторону увеличения содержания серы объясняется сложным взаимодействием элементов при многокомпонентности расплава. [c.91]

Переход атомов углерода из графита в твердый раствор вначале происходит с полющью механизма контактной диффузии. С образованием зазоров между включением и. матрицей этот переход затрудняется. Можно полагать, что перенос углерода осуществляют газы, адсорбированные графитом при его кристаллизации и выделяющиеся при растворении. Эти газа, особенно кислород, могут играть ту же роль, что и при цементаций в твердом карбюризаторе. Взаимодействуя с графитным углеродом, они могут передавать его металлической поверхности, чтобы затем вновь повторить этот цикл. Однако данные работ [12, 1551, в которых не наблюдалось существенной задержки в науглероживании железа при смене атмосферы спекания железографитовых композиций, свидетельствуют о том, что газы не играют решающей роли. [c.94]

Таким образом, основным механизмом растворения графита является, по-видимому, прямая контактная диффузия. В этом случае науглероживание железа может быть результатом диффузии углерода по поверхности поры до тех участков, где контакт с матрицей сохранился, и в дальнейшем путем граничной и объемной диффузии. Большого различия в науглероживании по контуру включения не наблюдается, что может реализоваться в том случае, если поверхностная диффузия значительно преобладает над объе1Мной. Во многих диффузионных парах такое соотношение скоростей диффузии в действительности имеет место, однако, в какой мере это может оказаться справедливым для Fe — Si — С-сплавов, неизвестно. [c.95]

Обогащение титана можно производить как магнитной сепарацией, так и флотацией. Смесь концентрата с углем загружают в отражательные или индукционные печи и нагревают до температуры плавления чугуна. В результате восстановления железа из оксида и его науглероживания углем на подине печи образуется расплав чугуна, а сверху — слой белого титанового шлака, содержащего 90 % TiOj-Порошок Т10з смешивают с углем и после добавки каменноугольной смолы в качестве связу ощего брикетируют. Брикеты прокаливают при 800 °С и загружают в хлораторы, где они при такой же температуре подвергаются хлорированию. В его ходе идет реакция образования четыреххлористого титана [c.198]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...