ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА СОДЕРЖАНИЕ ГАЗОВ В ЧУГУНЕстатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Информация о цитировании статьи получена из
Scopus
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 4 июня 2021 г.
Аннотация:Экспериментально установлено влияние электрического поля на содержание газов в чугуне на основе электрохимических исследований в системе жидкий чугун – шлак – газовая фаза. Автором проведены исследования, имеющие своей конечной целью получение экономнолегированного никелем чугуна, не уступающего по своим механическим и эксплуатационным характеристикам чугуну типа «нирезист». С этой целью исследованы аустенитные чугуны, предварительно выплавленные в индукционной печи с электрокорундовой футеровкой. Приготовленные из полученного чугуна специальные образцы были подвергнуты дальнейшей обработке электрическим полем с целью изучения влияния статического электрического поля на фиксацию атомарного азота в сплаве и, в конечном итоге, на структуру металлической матрицы. Как следует из полученных данных, этот эффект можно усилить приложением электрического ноля, причем наложение отрицательного заряда на металл оказывается более эффективным, хотя и при аноде – металле происходит некоторое «удержание» азота в чугуне. Это можно объяснить тем, что в первоначальный момент времени между подвижным (свободным) электродом и поверхностью расплава существует стационарное электрическое поле, в котором заряженные частицы неподвижны в данной системе отчета, что фиксируется включенными в схему амперметрами как отсутствие тока. Наложение статического электрического поля способствует удержанию азота в чугуне. При 8 – 9 % Ni, как показали дальнейшие опыты, необходимо приложить значительное напряжение, чтобы это влияние проявилось. Исследования показали, что вопрос о стабилизации аустенита азотом в чугуне не так прост и, видимо, влияние поля при введении азотированного феррохрома сказывается на разложении нитридов, перезарядке ионов азота и неравновесных условиях их диффузии и выхода в газовую фазу. Это подтверждается большим разбросом в анализах азота. Некоторые образцы содержали 0,04 – 0,05 % N (с введением азотированного феррохрома и «минусом» на металле), но большинство анализов показывают более низкие значения. Для литейного производства представляет также интерес раскисление электрохимическими методами таких сплавов, которые трудно раскислить другими методами, например, алюминиевый чугун. Алюминий является активным элементом, который при неблагоприятной раскладке массопотоков нелегко удалить даже кальцием. Это приводит к появлению в металле включений Al2O3 , имеющих плотность, близкую к расплаву, что осложняет их коагуляцию и всплывание. Было опробовано двойное раскисление. После выдержки расплава в течение 1 ч его ЭДС «вернулась» почти к исходному состоянию (0,8 В). Дальнейшее раскисление расплава в течение 15 мин снизило его окисленность в 3 раза по сравнению с начальным. Таким образом, в опытах доказана принципиальная возможность раскисления чугуна и целесообразность двойного раскисления. В итоге предложен способ воздействия электрическим полем на содержание газов в чугуне и способ практического применения электрохимического раскисления железоуглеродистых сплавов.