Повышение коррозионной стойкости литых чугунных изделий в условиях высокотемпературной газовой коррозии
Диссертация
Особенно остро проблема высокотемпературной газовой коррозии ощущается в алюминиевой отрасли, так как процесс получения алюминия путем электролиза сопровождается образованием химически активных анодных газов и продуктов испарения электролита. В настоящее время около 18% алюминия в мире и 80% в компании РУСАЛ производится, но технологии Содерберга. По причинам охраны окружающей среды в мире… Читать ещё >
Содержание
- 1. Литературный обзор
- 1. 1. Поведение чугуна в условиях высокотемпературной газовой коррозии
- 1. 2. Защита литых чугунных изделий от коррозии
- 1. 3. Эмалирование чугунных отливок и нанесение композиционных покрытий
- 2. Методика проведения экспериментов
- 2. 1. Исследование газовой коррозии чугуна
- 2. 2. Исследование элементного и фазового состава образцов
- 2. 3. Оптическим анализ микроструктуры
- 2. 4. Исследование теплофизических свойств
- 3. Экспериментальная часть
- 3. 1. Исследование коррозии серого чугуна под действием анодных газов в условиях электролиза
- 3. 1. 1. Образование анодных газов в электролизере Содерберга
- 3. 1. 2. Коррозия чугунных секций газосборного колокола под действием анодных газов
- 3. 2. Влияние легирования на коррозионную стойкость чугунных отливок
- 3. 2. 1. Термодинамический анализ коррозионной стойкости чугунов, легированных кремнием и алюминием
- 3. 2. 2. Исследование коррозии чугуна, легированного алюминием, в среде анодных газов
- 3. 3. Исследование и разработка состава эмалей, стойких в газовой среде электролизера, и технологии их формирования на отливках непосредственно в процессе литья чугунных изделий
- 3. 3. 1. Термодинамика взаимодействия компонентов эмалей с анодными газами
- 3. 3. 2. Разработка способа формирования покрытия на поверхности 75 чугунных отливок
- 3. 3. 3. Исследование свойств и опытно-промышленные испытания 80 литых изделий из чугуна с антикоррозионным покрытием
- 3. 3. 4. Влияние дисперсности исходных компонентов эмалевой массы на свойства защитного покрытия на поверхности чугунных отливок
- 3. 1. Исследование коррозии серого чугуна под действием анодных газов в условиях электролиза
Список литературы
- ГОСТ 7769–82 Чугун легированный для отливок со специальными свойствами. Марки. Введ. впервые- дата введ. 01.01.1983. — М:
- Стандартинформ, 1982. 15 с.
- Thonstad, P. Aluminium Electrolysis. Fundamentals of the Hall-Hcroult
- Process Fellner / P. Thonstad, G. M. Flaarberg, J. Hives, H. Kvande, and A. Sterten //
- Aluminium-Verlag, Dusseldorf. 2001.
- Чугун. Справочник /под редакцией Шермана А. Д., Жукова A.A. М., 1991.- 138 с.
- Кофанова, FI.K. Коррозия и защита металлов: учебное пособие./ Н.К.
- Кофанова. Алчевск, 2003. — 181 с.
- Мальцева, Г. Н. Коррозия и защита оборудования от коррозии: учебноепособие./ ГЛ. Мальцева. Пенза, 2001. — 210 с.
- Шепелев, Ю.С. Механизм коррозии серого чугуна / Ю. С. Шепелев, Л. Ф. Руденко // Физико-химическая механика материалов. 1978. — № 14. — С. 102 103.
- Куликов, Б.II. Переработка отходов алюминиевого производства / Б. П. Куликов, С. Т. Истомин Красноярск: ООО Классик Центр, 2004. — 480 с.
- Борисоглебский, Ю.В. Металлургия алюминия. / Ю. В. Борисоглебский, Г. В. Галевский, Н. М. Кулагин, М. Я. Минцис, Г. А. Сиразутдинов
- Новосибирск: Наука, 1999.-437 с.
- Вашоков, A.B. Теория пирометаллургических процессов / A.B.
- Вашоков, В .Я. Зайцев М.: Металлургия, 1993. — 384 с.
- Седов, Ю.Е. Справочник молодого термиста. / Ю. Е. Седов, А. М
- Адаскин. М: Высшая школа, 1986. — 103 с.
- Туркдоган, Е.Т. Физическая химия высокотемпературных процессов. /
- Е.Т. Туркдоган. -М.: Металлургия, 1985. 344 с.
- Федосова, FI.Л. Антикоррозионная защита металлов. / FIJI. Федосова идр.- Иваново, 2009. 187 с.
- Комаров, O.e. Связь структуры со свойствами высокохромистых чугунов / O.G. Комаров, В. М. Садовский, Н. И. Урбанович // Металловедение итермическая обработка металлов. 2003. — № 7. — С. 20−23.
- Воронков, Б.В. Жароизносостойкий чугун / Б. В. Воронков, В. М. Колокольцев, O.A. Миронов, Е. В. Петроченко, С. К. Сигабатуллин // Вестник
- МГТУ. 2005. — № 3. — С. 35−37.
- Томашов, Н.Д. Коррозия и коррозионостойкие сплавы / II.Д. Томашов,
- Г. П. Чернова М.: Металлургия, 1973.-232 с.
- Сильман, Г. И. Влияние меди на структурообразование в чугуне / Г. И. Сильман, В. В. Камышин, A.A. Тарасов // Металловедение и термическаяобработка металлов. 2003. — № 7. — С. 15−19.
- Колокольцев, В.М. Влияние химического состава на формированиеструктуры и свойств жароизносостойких чугунов / В. М. Колокольцев, Е. В. Петроченко, O.A. Миронов // Изв. вузов. Черная металлургия. 2007. — № 3. 1. С. 44−47.
- Матвеева, М.О. Разработка чугунов с повышенными эксплуатационными свойствами./ М. О. Матвеева // Литейное производство.2007,-№ 9.-С. 2−5.
- Вдовин, К.Н. Повышение эксплуатационных свойств отливок изкоррозионностойкого чугуна / К. Н. Вдовин, A.B. Маркевич // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И.
- Носова. 2010. — № 1. — С. 31−33.
- Сучков, А.Н. Влияние присадок Mn, Cr, Си, Ni и Мо на структуру и свойства доэвтектического серого чугуна ваграночной плавки / А. Н. Сучков, Г. В. Кузнецов // Литейное производство. 2008. — № 12. — С. 6−12.
- Косников, Г. А. Алюминиевые чугуны / Г. А. Косников, Л.М. Морозова
- Литейщик России. -2011. -№ 2. С. — 15−17.
- Семенова, И.В. Коррозия и защита от коррозии / И. В. Семенова, Г. М.
- Флорианович, A.B. Хорошилов. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006.-272 с.
- Кнорозов, Б.В. Технология металлов и материаловедение / Б. В. Кнорозов, Л. Ф. Усова, A.B. Третьяков. М.: Металлургия, 1987. — 278 с.
- Абачараев, М.М. Поверхностное хромотитанирование в литейной форме / М. М. Абачараев, И. М. Абачараев // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1996. -№ 1. — С. 100−104.
- Куликов, В.И. Чугуны для газосборных колоколов / В. И. Куликов, Е. В. Ковалевич, Е. С. Якубовский, В. Ф. Бадисова, H.H. Александров, В.О.1. Володчеико. С. 94−100.
- Иванов, Е.С. Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах./ Е.С.
- Иванов. Л.: Металлургия, 1986. — 175 с.
- Алцыбеева, А.И. Ингибиторы коррозии металлов / А. И. Алцыбеева, С. З. Левин, под общей ред. Л. И. Антропова. Л.: Химия, 1968. — 264 с.
- Петдольц, А. Эмаль / А. Петдольц- пер. с нем. М. В. Серебряковой. -М.: Металлургиздат, 1958. 512 с.
- Аппен, A.A. Температуроустойчивые неорганические покрытия. / A.A.
- Агшен. Л.: Химия, 1976. — 294 с.
- Григорян, Н.С. Фосфатирование / PI.C. Григорян, Е. Ф. Акимова, Т.А.
- Ваграмян. М.: Глобус, 2008. — 144 с.
- Грилихес, С.Я. Оксидные и фосфатные покрытия металлов / под ред. U.M. Вячеславова. Л.: Машиностроение, 1985.-96 с.
- Богорад, Л.Я. Хромирование. / Л. Я. Богорад. Л.: Машиностроение, 1984.-97 с.
- Солодкова, Л.PI. Электролитическое хромирование / Л. Н. Солодкова, В.PI. Кудрявцев М.: Глобус, 2007. — 191 с.
- Педос, С.И. Теория формирования покрытий. Методы получения покрытий: учебное пособие/ С. И. Педос, В. А. Шугаев М.: МИСиС, 2007. — 64 с.
- Окулов, И.Б. Гальванические покрытия./ И. Б. Окулов, Б. М. Шубин. -Свердловск, ГНТИМЛ. 1962. — 176 с.
- Дасоян, М.А. Технология электрохимических покрытий./ М. А. Дасоян, И. Я. Пальмская, Е. В. Сахарова Л.: Машиностроение, 1989. — 391 с.
- Вансовская, K.M. Металлические покрытия, нанесенные химическим способом / под ред. П. М. Вячеславова. Л.: Машиностроение, 1985. — 103 с.
- Пат. 2 199 613 РФ. Способ формирования защитного покрытия на деталях запорной арматуры / Агабабян P.E., Нечаев ГЛ .- патентообладатель Агабабян Размик Енокович- № 2 001 113 639/02- заявл. 22.05.2001- опубл. 27.02.2003.
- Пат. 2 061 085 РФ. Способ получения защитных покрытий на изделиях из черных металлов / Балакир Э.А.- патентообладатель Балакир Эдуард Андреевич- № 93 043 505/02- заявл. 01.09.1993- опубл. 27.05.1996.
- Пат. 2 148 678 РФ. Способ получения защитных цинковых покрытий / Фришберг И. В., Субботина О. Ю., Стахровская Т. Е., Юркина Л. П., Кишкопаров Н. В., Ландау М.Б.- патентообладатель Фришберг Ирина Викторовна- № 98 120 846/02- заявл. 20.11.1998- опубл. 10.05.2000.
- Пат. 2 148 105 РФ. Способ получения защитных покрытий / Фришберг И. В., Субботина О. Ю., Стахровская Т. Е., Юркина Л. П., Кишкопаров П. В., Ландау М.Б.- патентообладатель Фришберг Ирина Викторовна- № 99 113 476/02- заявл. 28.06.1999- опубл. 27.04.2000.
- Пат. 2 188 877 РФ. Способ нанесения покрытий ииролитических карбидохромовых на поверхность чугунных деталей / Васин В. А., Шабалинская
- JI.A., Сомов О. В., Пашкин В. А., ЛИНН Хорст- патентообладатели Васин Владимир Алексеевич, Шабалинская Людмила Александровна, Сомов Олег Васильевич, Пашкин Виктор Алексеевич, ЛИНН Хорст- № 2 000 112 356/02- заявл. 18.05.2000- опубл. 10.09.2002.
- Пат. 93 033 662 РФ. Способ получения отливки / Мирзоян Г. С., Бармыков А. С., Жебровский В. В., Гурков Д. М., Ощепков В. Ф., Асямолов Н.К.- заявитель Акционерное общество «Буммаш" — № 93 033 662/02- заявл. 29.06.1993- опубл. 27.06.1995.
- Лахтин, Ю.М. Химико-термическая обработка металлов / Ю. М. Лахтии, Б.II. Арзамасов М.: Металлургия, 1984. — 240 с.
- Кулик, А.Я. Газотермическое напыление композиционных порошков / А. Я. Кулик, Ю. С. Борисов, А. С. Мнухин Л.: Машиностроение, 1985. — 199 с.
- Бартенев, С. С Детонационные покрытия в машиностроении / С. С. Бартенев, ЮЛ. Федько, АЛ. Григоров-Л.: Машиностроение, 1985. -215 с.
- Wei, Shi-cheng Iiigh-temperature corrosion-resistance performance of electro-thermal explosion spraying coating / Shi-cheng Wei, Bin-shi Xu, Hai-dou Wang, Guo Jin // Journal of Central South Technical University. 2005. — № 12. — P. 195−198.
- Toma, D. Wear and corrosion behaviour of thermally sprayed cermet coatings / D. Toma, W. Brandl, G. Marginean // Surface and Coatings Technology. -2001.-№ 2.-P. 149 158.
- Piu, Z. D. Studies on rapid spraying by electric explosion method / Z. I). Liu, J. Y. An, K. Yang // Explosion and Shock Waves. 2001. — № 21. — P 17−20.
- Yaran, N. Microstructure and properties characterization of silicon coatings prepared by vacuum plasma spraying technology / N. Yaran, L. Xuanyong, Z.
- Xuebin, J. Heng, D. Chuanxian // Journal of Thermal Spray Technology. 2009. — № 3.-P. 427−434.
- Niu, Y. Phase composition and micro-structure of silicon coatings deposited by air plasma spraying / Y. Niu, X. Liu, C. Ding // Phase surface coating technology. -2006.-201.-P. 1660−1665.
- Локшин, В.Я. Технология эмалирования металлических изделий / В .Я. Локшин. -М.: Росизмстпром, 1955. 424 с.
- Гринева С.И. Защита от коррозии стеклоэмалевыми покрытиями: методические указания/ С. И. Гринева, В. Н. Коробко СПб.: СПбГТИ (ТУ), 2004. — 10 с.
- Бахвалов, Г. Т. Защита металлов от коррозии./ Г. Т. Бахвалов. М.: Металлургия, 1964.-288 с.
- Эмалирование металлических изделий / под ред. В. В. Варгина. Л.: Машиностроение, 1972. -496 с.
- Пат. 2 013 402 РФ. Эмаль / Щепочкина Ю.А.- патентообладатель Щепочкина Юлия Алексеевна- № 5 015 872/33- заявл. 10.12.1991- опубл. 30.05.1994.
- Пат. 2 384 536 РФ. Масса для получения эмалевого покрытия / Щепочкина Ю.А.- патентообладатель Щепочкина Юлия Алексеевна- № 2 008 151 849/03- заявл. 25.12.2008- опубл. 20.03.2010.
- Пат. 2 244 693 РФ. Масса для получения эмалевого покрытия / Щепочкина К).А.- патентообладатель Щепочкина Юлия Алексеевна- № 2 008 151 849/03- заявл. 25.12.2008- опубл. 20.03.2010.
- Пат. 2 213 714 РФ. Изоляционный огнеупорный материал / БРАНДИ Жильбер- патентообладатель ВЕЗУВИУС КРУСИБЛ КОМИАИИ (US) — № 2 000 132 715/03- заявл. 07.06.1999- опубл. 10.10.2003.
- Пат. 2 323 916 РФ. Защита деталей из композитных материалов от окисления / ТЕБО Жак, ДИСС Паскаль, ЛЯКСАГЕ Мишель, ЛЯВАССЕРИ Эрик- патентообладатель СНЕКМА ПРОПЮЛЬСЬОН СОЛИД (PR) — № 2 004 129 296/03- заявл. 09.04.2003- опубл. 10.05.2008.
- Минько, Н. И Стеклоэмали для стальных и чугунных изделий / П. И. Минько, Т. А. Матвеева // Стекло и керамика. 1999. — № 11 — С. 25−30.
- Jin, B.S. Preparation of TiC/Fe Surface Composite by a Casting-SIIS Process / B.S. Jin, Y.F.Jiao, G. Li // Key Engineering Materials. 2008. — P. 666−669.
- Ji, Zhao-hui Technology of Preparing TiC/Fe Surface Composite of Steel Castings by SHS in Process of Pouring. / Zhao-hui Ji // Chinese Journal of Rare Metals. 2004. — № 28(1). — P. 9−12
- Ozdemir, I. Wear Behavior of Plasma-Sprayed Al-Si/TiB2/h-BN Composite Coatings / I. Ozdemir, C. Tekmen, Y. Tsunekawa, T. Grund // Journal of Thermal Spray Technology. 2010. — № 19. — P. 384−391.
- Tekmen, C. In Situ TiB2 and A1203 Formation by DC Plasma Spraying / C. Tekmen Y. Tsunekawa, M. Okumiya // Surface Coating Technology. 2008. — № 17. -P. 4170−4175.
- Anal, A. Synthesis and Characterization of TiB2-Reinforced Iron-Based Composites / A. Anal, T. Bandyopadhyay, K. Das // Journal of Materials Processing
- Technology. 2006. — № 1. — P. 70−76.
- Samur, R. Wear and Corrosion Performancesof New Friction Materials in Automotive Industry / R. Samur, A. Demir // Metalurgija. 2012. — № 1. — P. 94−96.
- Nwaogu, U. C. Foundry Coating Technology: A Review / U. C. Nwaogu, N. S. Tiedje // Materials Sciences and Application. 2011. — № 2. — P. 1143−1160.
- Кравченко-Бережной, P.A. Аппаратура и методы рентгеновского анализа / P.A. Кравченко-Бережной, Л. И. Полежаева. Л.: СКБ РА, 1971. — 278 с.
- Лазарев, FI.B. Вредные вещества в промышленности. Т. З / Н. В. Лазарев, И. Д. Гадаскина. Ленинград: 1977.
- Торопов, Н.А. Диаграммы состояния силикатных систем. Т. З: справочник. / Н. А. Торопов, В. П. Барзаковский, Н. Н. Лапин и др. Л.: Наука, 1972.-448 с.
- Погодаев, A.M. Процессы в катодах алюминиевого электролизера: Монография // A.M. Погодаев, А. В. Прошкин, П. В. Поляков, А. Ф. Шиманский, И. С. Якимов. Красноярск: СФУ, 2009. — 102 с.
- Шиманский, А. Ф. Использование защитных покрытий для повышения коррозионной стойкости секций газосборного колокола электролизера
- Содерберга / А. Ф. Шиманский, В. Г. Бабкин, И. А. Шиманский, А. М. Погодаев // Сборник докладов первого международного конгресса „Цветные металлы Сибири-2009“.-С. 301−305.
- Васильев, В.А. Физико-химические основы литейного производства: учебник./ В. А. Васильев. М.: Изд-во МГТУ, 1994. — 320 с.
- Михайлов, A.M. Особенности кристаллизации двухслойных отливок / A.M. Михайлов, A.C. Беспалов, М. К. Сармин // Литейное производство. 1973. -№ 7. -С. 26−28.
- Бабкин, В.Г. Исследование скорости растворения формовочных материалов в оксидных расплавах / В. Г. Бабкин, Б. В. Царевский, С. И. Нопель //
- Огнеупоры. 1974. — № 3. — С. 18−21.
- Валисовский, И.В. Пригар на отливках / И. В. Валисовский. М.:
- Машиностроение, 1983.- 192 с.
- Михайлов, A.M. Литейное производство: учебник для металлургических специальностей / A.M. Михайлов, Б. В. Бауман, Б. Р1. Благов -М.: Машиностроение, 1987. 256 с.
- Рыжиков, A.A. Технологические основы литейного производства: учебное пособие для вузов. / A.A. Рыжков. М.: Машиностроение, 1962. — 527 с.
- Шиманский, А.Ф. Р1анесение антикоррозионных покрытий на поверхность чугунных секций газосборного колокола / А. Ф. Шиманский, В. Г. Бабкин, A.M. Погодаев, В. К. Фризоргер, Е. С. Голоскин, И. А. Шиманский // Технология металлов. 2011. — № 3. — С. 14−18.
- Поиель, С.И. Поверхностные явления в расплавах. / С. И. Попель. М.: Металлургия, 1994. — 440 с.
- Перминов, A.A. /A.A. Перминов, С. И. Попель, U.C. Смирнов // Ж11Х, 1963.-35.-С. 271.
- Литейное производство», д-р техн. наук, доц.1. Беляев С.В.п1. Актопытно-промышленных испытанийэкспериментальных отливок из серого чугуна с защитным покрытием