Влияние наводороживания расплава доменного чугуна на его коэффициент линейного расширения

Abstract

Статья посвящена изучению влияния обработки расплава доменного чугуна водородом на его коэффициент линейного расширения. В настоящее время происходит смена взглядов на природу графитных включений в чугуне. В монографии В.К. Афанасьева «Прогрессивные способы повышения свойств доменного чугуна» отмечается влияние газов на формирование структуры и свойств чугуна. В работе особое внимание уделено влиянию газов (водорода, азота и кислорода) на изменение коэффициента линейного расширения. Рассмотрены два способа наводороживания - электролитическое наводороживание шихты, укладка на зеркало расплава влажного асбеста, сделаны выводы об их влиянии на коэффициент линейного расширения доменного чугуна после обработки. Показано, что электролитическое наводо- роживание шихты приводит к снижению коэффициента линейного расширения до значений 6,2И0¯⁶ град¯¹ в интервале температур 100-150°С. Наводороживание расплава влажным асбестом показало снижение коэффициента линейного расширения до 6,5-10¯⁶ град¯¹ в интервале температур испытания 100-150°С. Изучение микроструктуры доменного чугуна до и после обработки предложенными методами приводит к устранению графитных включений и получению ледебуритной структуры. Проведено сравнение значений коэффициента линейного расширения доменного чугуна со значениями коэффициента линейного серого чугуна СЧ20, быстрорежущей стали Р6М5. В настоящее время большое внимание уделяется материалам, имеющим стабильные размеры во всем интервале рабочих температур. Классическим примером таких сплавов являются инвары, которые для снижения коэффициента линейного расширения в своем составе могут содержать такие дорогостоящие элементы, как платина и палладий. Актуальной задачей является замена дорогостоящих материалов на материалы, не имеющие в своем составе дорогих добавок и имеющие низкий коэффициент линейного расширения в интервале эксплуатационных температур. Таким материалом может стать доменный чугун.The article is devoted to the study of the effect of treatment of blast furnace iron melt with hydrogen on its coefficient of linear expansion. Currently, there is a change of views on the nature of graphite inclusions in cast iron. The monograph by V. K. Afanasyev “Progressive methods of improving the properties of blast furnace” notes the influence of gases on the formation of the structure and properties of cast iron. Special attention is paid to the influence of gases (hydrogen, nitrogen and oxygen) on the change in the coefficient of linear expansion. There are considered two methods of hydrogenation - electrolytic charge hydrogenation and placing on the mirror of wet asbestos melt, there are made conclusions about their influence on the coefficient of linear expansion of blast furnace iron after treatment. It is shown that the electrolytic hydrogenation of the charge leads to a decrease in the coefficient of linear expansion: to the values of 6.2T0¯⁶ deg¯¹ in the temperature range of 100-150 °С. Hydrogenation of the melt with wet asbestos showed a decrease in the coefficient of linear expansion to 6.5-10¯⁶deg¯¹ and the test temperature range of 100-150 °С. The study of the microstructure of blast furnace iron before and after treatment with the proposed methods leads to the elimination of graphite inclusions and the production of ledeburite structure. The values of the coefficient of linear expansion of blast furnace iron are compared with values of the coefficient of grey cast iron, rapid steel. Currently, much attention is paid to materials having stable dimensions throughout the operating temperature range. A classic example of such alloys are invars; to reduce the coefficient of linear expansion, they may contain in their composition such expensive elements as platinum and palladium. An urgent task is to replace expensive materials with materials that do not have expensive additives in their composition and have a low coefficient of linear expansion in the range of operating temperatures. This material can be blast furnace iron.