第4章 铸铁的腐蚀性能

1、第4章铸铁的腐蚀性能，4.1概述，普通灰铸铁(包括孕育铸铁)(片状石墨)；蠕墨铸铁；球墨铸铁；可锻铸铁(球墨铸铁，具有良好的强度和韧性，通过白口铸铁的热处理获得)。4.1.1铸铁的分类：1。灰口铸铁、白口铸铁(硬而脆)和麻口铸铁根据断裂情况，2。合金化程度，3。石墨形态，普通铸铁和合金铸铁(特殊性能铸铁、耐腐蚀铸铁、耐热铸铁和耐磨铸铁)，铸铁是铁和铁4.1.2铸铁腐蚀的基本原理1。铸铁的微观结构：在电解质溶液中，石墨电极的电位最高(3.7V)，其次是渗碳体和铁素体较低(-0.44V)。因此，当发生电化学腐蚀时，通常会形成以石墨或渗碳体为阴极、铁氧体为阳极的原电池，导致腐蚀破坏。2.腐蚀原因：3

2、。石墨应该是中等大小，彼此不相连，球状或絮状比片状好。4.1.3改善铸铁耐腐蚀性的理想结构是：1。基体优选为致密且均匀的单相结构，例如奥氏体或铁素体(珠光体不如铁素体耐腐蚀)，2。碳以碳化物的形式存在(因为由渗碳体和铁氧体形成的原电池的电动势小于由石墨和铁氧体形成的原电池的电动势)，4.2铁锈的形成，-Fe2O3。H2O；-Fe2O3。H2O；氧化亚铁3-2x(无定形)。4.2.1锈层结构，当钢材表面形成锈层时，通常分为内层和外层。外层疏松，结合力弱，内层致密，与基体结合力强。它主要由三部分组成。老师形成了-Fe2O3。H2O，然后部分或完全变成-Fe2O3。H2O，即：铁(溶解的)Fe2(被

3、水分解的)FeOH(空气氧化)-Fe2O3。H2O(溶解、沉积)FeOx(OH)3-2x(固相转变、老化)3。钢铁在酸性溶液中的腐蚀产物是可溶的，不会生锈，在弱酸性、中性或碱性水溶液中会产生锈层。4.3铸铁中合金元素对耐蚀性的影响。3.使铸铁在表层下形成一层致密而牢固的保护膜。例如，二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铬和4.3.1合金元素的形成可以提高铸铁的耐腐蚀性。1.改变某些相的电势，降低原电池的电动势。例如铬、钼、铜、镍、硅等。可以增加衬底的电极电势。2.改善组织，减少电池数量，降低电动势。如果添加1418%的硅，则获得单一的铁素体结构，并且通过添加锰获得单一的奥氏体结构。这是因为随着大量硅

4、的加入，在铁表面形成了致密完整的Si02保护膜，具有高电阻率和高电化学稳定性。随着硅含量的增加，钝化电流密度和尺寸钝化电流密度大大降低，铸铁的钝化稳定性提高。4.3.2铸铁中主要合金元素的作用1。硅是提高铸铁耐酸性的主要元素。原因：镍使腐蚀电位正向移动。主要功能：一方面提高铁的化学稳定性，同时促进铁的钝化。(高镍铸铁不仅对氧化介质，而且对还原介质都有很高的耐腐蚀性。)，原因：铬是一种易钝化的金属，在氧化介质中，它能在表面形成牢固致密的氧化膜。三、铬：主要功能：使合金铸铁具有高耐热性，提高铸铁在氧化腐蚀环境中的耐蚀性。4、钼：主要功能：提高合金铸铁在还原酸和氯化物溶液中的耐蚀性。原因是表面膜中的

5、三氧化二钼在酸性氯化物溶液中具有很高的稳定性。然而，仅在含硅、铬、钼等的合金中。多孔MoO3能充分发挥其改善合金铸铁表面膜性能的作用。原因：很容易形成具有良好保护的氧化膜。主要功能：一定量的铝可以使铸铁在各种酸性溶液中具有良好的耐热性和耐腐蚀性。它在高硅铁中起着明显的作用。加入6.510%的铜可以大大提高铸铁对热硫酸的耐蚀性。其原因被认为是铜在晶界沉淀，成为阴极元件并促进阳极钝化。铜对铸铁耐蚀性的影响是不同的，这与各种条件有关。稀土元素对提高铸铁的耐热性有很好的效果。例如，稀土镁球墨铸铁不仅具有良好的耐热性，而且具有优异的耐酸性。7。稀土元素。原因：稀土具有良好的净化效果，减少杂质，使组织致密

6、。其他微量元素锑对耐腐蚀性的影响因不同的腐蚀介质而异。在硫酸和硝酸中重量损失增加，但在盐酸和碱液中重量损失减少。钛：改善组织的致密性，提高铸铁的耐酸性。提高含磷铸铁在气体腐蚀环境中的耐蚀性是有效的。砷能提高铸铁的耐酸性。然而，随着砷含量的增加，耐碱性变差。钒、硼和锆能提高铸铁在5%硫酸、5%硝酸和海水中的耐蚀性。4.4普通铸铁的耐腐蚀性和耐热性；3.良好的抗水腐蚀性(铸铁水管长期以来被广泛使用，因为石墨可以促进钝化。)，4.4.1普通铸铁和球墨铸铁的耐腐蚀性，2。在碱性溶液中具有良好的耐腐蚀性；大气中的耐蚀性优于碳钢，但在含硫酸性气体或盐雾的工业气氛中，腐蚀加剧。土壤中的腐蚀因素非常复杂，与土

7、壤的性质、环境和水质有关，一般不耐腐蚀。4.它不耐酸腐蚀。当它含有酸性物质时，耐腐蚀性降低；在氧化性酸中的腐蚀速率低于碳钢。原因是石墨钝化消失，腐蚀电位增加。在酸性条件下，腐蚀产物溶解，不能沉积和覆盖。5.耐海水腐蚀性差；原因是氯离子破坏了二氧化硅钝化膜。铸铁腐蚀的主要原因是组织不均匀，特别是大量石墨的存在，形成许多微孔，从而降低了铸铁的耐蚀性。(2)在磷酸中具有良好的耐腐蚀性。在98以下，在不同浓度的磷酸中腐蚀速率大多不超过0.1毫米/年。原因：有利于二氧化硅形成钝化保护。4.4.2高硅铸铁，是一种以硅为主要合金元素的铁硅碳合金。通常，其组成中的硅含量为14.0%或更高。4-6%的铸铁具有耐

8、热性，超过13%的铸铁具有耐酸性。特点：(1)该合金在许多化学介质中具有良好的耐蚀性，主要用于硫酸工业。(6)高硅铸铁的力学性能，特别是抗热震性和机械冲击性很差，不能承受大压力、大冲击和温度剧烈变化的环境。这种材料的铸铁和可加工性也很差(容易产生气孔和裂纹)。(3)碱性溶液中的耐蚀性不好，甚至比普通铸铁还要差。含氯离子的溶液也是如此。(4)在盐酸中的耐蚀性不如在硫酸和硝酸中的耐蚀性。在这种情况下，为了提高耐腐蚀性，硅含量应该增加到18%，并且应该添加钼。(5)不耐亚硫酸和氢氟酸腐蚀。(因为它们溶解铸铁表面的硅酸盐保护膜。)，这种铸铁的结构没有大的变化，主要是因为机械性能得到了提高，而且它还用于

9、活塞、气缸套等。4.4.3镍铸铁，1。镍的作用：镍是一种促进石墨化的元素(它的作用不如硅，只有硅的1/3)，它溶解在铸铁的基体中形成没有碳化物的固溶体。2.镍铸铁的类型和特点：(1)镍含量为4%的低镍铸铁具有奥氏体基体和片状、球状石墨。特点：对各种无机和有机还原性稀酸和各种碱性溶液有很高的耐腐蚀性，但对一氧化碳的腐蚀性较差马氏体铸铁基体不允许有残余奥氏体，因为残余奥氏体在外力作用下会发生马氏体相变，导致体积膨胀和开裂。(2)镍含量为46%的中镍铸铁和(3)镍含量为14.36%的高镍铸铁，主要适用于600以下的耐热零件，提高铸铁对海水和低浓度酸的耐腐蚀性，常用于地下管道。4.4.4铬铸铁，1。铬

10、含量为1.0%的低铬铸铁。特点：主要提高灰铸铁或球墨铸铁的机械性能、耐热性、耐腐蚀性和耐磨性。特点：白口铸铁在高温氧化和腐蚀环境下具有优异的耐磨性。它最适合氧化腐蚀性介质。2.铬含量为13.35%的高铬铸铁。高铬铸铁的分类：铬含量为12.20%的马氏体高铬铸铁。特点：高硬度(高硬度)和良好的耐腐蚀性。奥氏体高铬铸铁(含24.28%铬)特点：它是一种综合性能优良的合金铸铁。它可以直接以铸态使用，无需热处理。它能承受很大的冲击，加工硬化和良好的内部韧性。铁素体高铬铸铁(含30.35%铬)的碳含量通常低于1.5%。特点：在高温下具有良好的抗氧化性，特别是在含硫的氧化性气氛中。变形和破裂的危险较小。铝含量超过8%的铸铁具有良好的抗氧化性，但机械性能较差。因此，铝含量通常降低到46%，并添加其他元素。4.4.5铝铸铁，如6%铝-1%铜铸铁，具有良好的耐热性和高温强度；含4%铝-5%硅的铸铁耐热耐酸。4.4.6其他耐腐蚀铸铁，1。含钒铸铁可用于重油燃烧产品(如柴油机缸套)在腐蚀性环境中的耐磨零件。2.铜铸铁在矿井大气或矿井水和海水中具有良好的耐腐蚀性