Влияние меди на коррозионную стойкость чугуна 

Механизм образования защитной пленки

В литом ковком чугуне медь может участвовать в образовании поверхностной оксидной пленки. Когда чугун подвергается воздействию воздуха или других агрессивных сред, медь вступает в реакцию с кислородом. Атомы меди преимущественно окисляются, образуя на поверхности ковкого чугуна защитную пленку, состоящую в основном из оксида меди (CuO) и оксида меди(II) (CuO₂). Например, во влажном воздухе формула реакции имеет вид… Эта защитная пленка может препятствовать дальнейшему проникновению кислорода и влаги внутрь ковкого чугуна, тем самым замедляя процесс коррозии.

По сравнению с оксидами железа, оксиды меди обладают относительно хорошей плотностью. Эта плотная защитная пленка может эффективно изолировать агрессивную среду от матрицы ковкого чугуна и действовать как физический барьер. Более того, эта защитная пленка также может в определенной степени восстанавливаться сама по себе. Если защитная пленка частично разрушена, окружающие атомы меди будут продолжать вступать в реакцию с кислородом, вновь образуя защитную пленку, тем самым сохраняя ее защитную функцию.

Влияние изменения микроструктуры

Медь в литом ковком чугуне может изменять микроструктуру матричной ткани, тем самым влияя на ее коррозионную стойкость. Когда медь растворяется в ферритной матрице ковкого чугуна, образуя твердый раствор, это может привести к искажению кристаллической решетки. Это искажение кристаллической решетки может снизить активность атомов железа и ослабить их реакционную способность в агрессивных средах. Например, в кислой среде из-за присутствия меди распределение электронных облаков вокруг атомов железа изменяется, и реакция ионов водорода (H⁺) с атомами железа становится затрудненной, тем самым снижая коррозию железа.

Медь также может улучшить распределение графитовых шариков в ковком чугуне, делая их более равномерно распределенными. В процессе коррозии матричная ткань вокруг графитового шарика подвержена электрохимической коррозии. Равномерно распределенные графитовые шарики могут уменьшить возникновение локальной коррозии, поскольку однородная микроструктура может сделать распределение тока коррозии более равномерным и избежать серьезной коррозии, вызванной чрезмерным током локальной коррозии.

Синергия с другими элементами

Когда в чугуне присутствуют другие легирующие элементы (такие как никель, хром и т.д.), медь может взаимодействовать синергически с этими элементами, повышая коррозионную стойкость. Например, медь и никель вместе могут образовывать более стабильную систему сплавов, устойчивых к коррозии. САМ nickel может повысить коррозионную стойкость ковкого чугуна. В сочетании с медью защитная пленка, которую он образует на поверхности ковкого чугуна, становится более сложной и стабильной. В средах, содержащих агрессивные вещества, такие как хлориды, эта синергия может эффективно препятствовать возникновению точечной и щелевой коррозии.

Медь и хром также обладают синергетическим эффектом. Хром может образовывать плотную защитную пленку из оксида хрома (Cr₂O₃) на поверхности ковкого чугуна, а присутствие меди может повысить стабильность этой защитной пленки. В то же время медь может в определенной степени способствовать равномерному распределению хрома в матрице, что позволяет повысить коррозионную стойкость всей поверхности ковкого чугуна. В условиях высокотемпературной коррозии эта синергия становится более очевидной, что позволяет эффективно предотвращать такие коррозионные явления, как окисление и вулканизация ковкого чугуна.

Влияние состава на коррозионную стойкость

Соответствующее содержание меди оказывает значительное влияние на коррозионную стойкость чугуна, отлитого из высокопрочного чугуна. В целом, при содержании меди от 0,5% до 1,5% коррозионная стойкость чугуна с повышенным содержанием меди повышается. В пределах этого диапазона медь может эффективно участвовать в формировании защитных пленок и оказывать положительное влияние на микроструктуру матриксной ткани. Например, в морской среде коррозионная стойкость чугуна, содержащего 1% меди, значительно выше, чем у чугуна, не содержащего меди, и скорость его коррозии может быть снижена примерно на 30-50%.

Однако при слишком высоком содержании меди это может отрицательно сказаться на коррозионной стойкости. Избыточное содержание меди может привести к образованию внутри ковкого чугуна некоторых медиобогащенных фаз. Эти медиобогащенные фазы могут служить анодами для локальной коррозии в процессе коррозии, ускоряя ее возникновение. Кроме того, чрезмерное содержание меди может также повлиять на другие свойства ковкого чугуна, такие как неравномерность структуры и снижение механических свойств, что косвенно влияет на его коррозионную стойкость при практическом применении.

Компания Dalian Aiseno Electrical Equipment Co., Ltd., основанная в октябре 2016 года, специализируется на очистке после литья, объединяя исследования и разработки, производство, техническую поддержку и сервисные услуги. В области послеразливочной очистки используются различные виды оборудования, например, гидравлическая насосная станция, которая обеспечивает высокое давление и питает другое оборудование энергией; литейный клин и пневматические молотки быстро отделяют заливочный стояк от отливки, а отбойный молоток с горизонтальным бегуном может измельчать материал, предназначенный для повторного плавления в печи, и способствовать производству предприятий.