Продуктов растворения

К и п я щ а я с т а л ь раскислена в печи неполностью. Ее раскисление продолжается в изложнице при затвердевании слитка, благодаря взаимодействию FeO и углерода, содержащихся в металле. Образующийся при реакции FeO -J- С = Fe + CO оксид углерода выделяется из стали, способствуя удалению из стали азота и водорода. Газы выделяются в виде пузырьков, вызывая ее «кипение». Кипящая сталь практически не содержит неметаллических включений —продуктов раскисления, поэтому обладает хорошей пластичностью.

Плавильные электропечи имеют преимущества по сравнению с другими плавильными агрегатами, так как в них можно получать высокую температуру металла, создавать окислительную, восстановительную, нейтральную атмосферу и вакуум, что позволяет выплавлять сталь любого состава, раскислять металл с образованием минимального количества неметаллических включений — продуктов раскисления. Поэтому электропечи используют для выплавки конструкционных, высоколегированных, инструментальных, специальных сталей и сплавов.

ФЛЮС (нем. Flufi, букв.— поток, течение) — 1) Ф. в металлургии — материалы, преим. минер, происхождения, вводимые в шихту для образования шлака и регулирования его состава, в частности для связывания пустой породы руды или продуктов раскисления металла. По хим. составу Ф. делятся на основные (известняк), кислые (кремнезём) и нейтральные (глинозём). 2) Ф. в литейном производстве — материалы, засыпаемые в вагранку или др. плавильную печь для образования жидких шлаков. В состав литейных Ф. входят: для чугуна и стали — плавиковый шпат, доломит, кварцевый песок, апатито-нефелиновая руда, осн. мартеновский шлак и др.; для сплавов цветных металлов — бура, криолит, плавиковый шпат, бой стекла, кварцевый песок, кальцинир. сода, хлористый натрий, фтористый натрий и др. 3) Ф. при газовой и кузнечной сварке металлов — химикаты (бура, борная к-та, хлористые и фтористые соли), в к-рых растворяются окислы, образующиеся на свариваемых поверхностях. 4) Ф. при автоматической сварке — измельчённый материал сложного состава, слоем к-рого засыпается

Известно, что слитки стали, легированной хромом, и особенно алюминием и титаном, получаются с плохой поверхностью вследствие заворотов образующейся корки окислов. Образование корки на поверхности металла в изложнице связано с окислением стали атмосферным кислородом, а также с образованием и всплыванием нитридов титана и алюминия и продуктов раскисления стали, с окислением струи при выпуске стали в ковш и разливке металла, с инжектированием при этом воздуха в металл.

Кипящая сталь раскислена в печи неполностью. Ее раскисление продолжается в изложнице при затвердевании слитка благодаря взаимодействию FeO и углерода, содержащихся в металле. Образующийся при реакции FeO + С = Fe + СО оксид углерода выделяется из стали, способствуя удалению из стали азота и водорода. Газы выделяются в виде пузырьков, вызывая ее "кипение". Кипящая сталь не содержит неметаллических включений -продуктов раскисления, поэтому обладает хорошей пластичностью.

Плавильные электропечи имеют преимущества по сравнению с другими плавильными агрегатами, так как в них можно получать высокую температуру металла, создавать окислительную, восстановительную, нейтральную атмосферу и вакуум, что позволяет выплавлять сталь любого состава, раскислять металл с образованием минимального количества неметаллических включений - продуктов раскисления. Поэтому электропечи используют для выплавки конструкционных, высоколегированных, инструментальных, специальных сплавов и сталей.

Г. Вторичная фосфор ация. Происходит при следующих условиях: повышение температуры (поэтому при дефосфорации поддерживают низкую температуру); добавление легирующих элементов (восстановление PsOs из шлака); снижение основности за счет продуктов раскисления в процессе разливки при большом количестве шлака; уменьшение содержания FeO. *

3. Образование зародышей, рост и выделение продуктов раскисления.

Раскисление марганцем и кремнием. Рас-кислительная способность силикомарганца (~20%Si, ~65%Mn) выше, чем у Мп или Si в отдельности. Образуются жидко-текучие силикаты марганца. Рост раскис-лительной способности комплексного рас-кислителя по сравнению с отдельными компонентами (например, Мп) обусловлен образованием продуктов раскисления в виде смешанных окислов или соединений (например, силикаты), активность которых меньше К= ([Me] ™{О] n*laMemon-

Кроме того, для них характерна высокая степень отделения продуктов раскисления. Комплексные раскислители повышают скорость реакции раскисления. Комплексные раскислители: силикомарганец; At (после Si и Мп); CaSi; CaAl; AlCaSi; редкоземельные элементы Се, La (в соединении с другими раскислителями) ; В, Ti, Zr, Ва, Mg (в соединении с другими раскислителями) .

Основные характеристики продуктов раскисления: 1) температура плавления; 2) плотность; 3) поверхностное натяжение (в сравнении с жидким Fe).

Растворение образца в электролите привело к уменьшению напряжения на электродах вследствие появления в нем продуктов растворения. Скорость изменения напряжения характеризует скорость реакции (рис. 3). Приложение нагрузки характеризуется изломом на кинетической кривой, соответствующим скачкообразному увеличению скорости растворения в несколько раз (механохимический эффект).

Растворение образца в электролите*привело*к уменьшению напряжения на электродах вследствие^появления в нем продуктов растворения. Скорость изменения напряжения характеризовала скорость реакции (рис. 3). Приложение нагрузки характеризовалось .изломом на кинетической кривой, соответствующим скачкообразному увеличению скорости растворения в несколько раз (меха-нохимический эффект).

При растворении сплавов возможен переход в раствор отдельных их компонентов либо в том же соотношении, что и в самом сплаве (равномерное растворение), либо в ином соотношении (избирательное растворение). На основе общих соображений избирательное растворение сплава должно сопровождаться обогащением его поверхности более благородным компонентом и иметь место при условиях, при которых скорости растворения составляющих сплав компонентов в индивидуальном состоянии заметно различаются друг от друга. Соответствующий анализ электрохимического поведения железа и хрома в активном состоянии позволяет предположить, что их сплавы в активной области потенциалов должны растворяться с преимущественным переходом в раствор хрома. В согласии с этим, анализ продуктов растворения стали Х13 в 0,1 н. серной кислоте при потенциалах отрицательнее потенциала пассивации (-0,25 в по н.в.э.) показал [66], что отношение количеств хрома и железа в растворе при этих потенциалах превышает то же отношение, соответствующее исходному сплаву.

Наилучшие результаты получаются при полировании в ваннах с горизонтальным анодом при стационарном электролите. При этом устраняется отрицательное влияние стока электролита, однако вследствие выделения тепла и необходимости обеспечивать удаление пузырьков газа и продуктов растворения с обрабатываемой поверхности следует предусматривать перемешивание электролита или обеспечивать вращение анода либо применять то и другое одновременно.

Заключительным этапом электрополирования является удаление с поверхности образцов остатков электролита и продуктов растворения, способных в дальнейшем вызвать коррозию. Для предотвращения коррозии образцы тщательно промывают в подогретой воде. Непосредственно за промывкой образец сушат при помощи поглощающих воду нейтральных растворителей (например, безводного спирта) или под действием струи чистого сжатого воздуха. На поверхности электролитически полированных образцов почти всегда имеется макроскопическая волнистость, не мешающая, однако, микроскопическому изучению структуры при малых и средних увеличениях.

Для увеличения скорости водородной деполяризации вводят также анионы,, которые, внедряясь в двойной электрический слой, увеличивают скорость катодного процесса. Не менее эффективны методы снижения перенапряжения водорода, а также повышения температуры электролита. Для металлов, характеризующихся высоким перенапряжением водорода, повышение температуры-на 1 град приводит к снижению перенапряжения в среднем на 2—4 мВ. Хотя подвижность ионов водорода велика и их концентрация в кислых растворах достаточна для того, чтобы не наступала концентрационная поляризация, в неразмешиваемых электролитах со временем может наблюдаться торможение процесса вследствие затруднения отвода продуктов растворения металлов. В этом случае для увеличения скорости коррозионного процесса применяют перемешивание электролита.

Электрохимич. полирование — электрохимич. процесс, протекающий на поверхности анода и в непосредств. близости к нему, в результате к-рого возникает блеск и улучшается микрорельеф поверхности. Единой теории, удовлетворительно объясняющей все явления, наблюдающиеся в процессе электрохимического полирования, нет. Одной из ранних гипотез, наиболее полно подтверждающейся экспериментально, является гипотеза вязкой пленки. Согласно этой гипотезе, шероховатая поверхность металла в процессе анодного растворения покрывается вязкой пленкой продуктов растворения, к-рая имеет неодинаковую толщину на различных участках поверхности. На выступах ее толщина соответственно меньше, чем на впадинах, вследствие чего сопротивление прохождению тока на этих участках также

Кроме того, производительность процесса зависит от зернистости круга, концентрации алмазных зерен в нем, давления инструмента на обрабатываемую деталь, интенсивности подачи электролита, скорости вращения круга и др. Во многих случаях оптимальные результаты могут быть получены при зернистости 10—12 и 100%-ной концентрации. При обработке твердых сплавов .концентрацию можно повысить до 150%; при ее повышении обычно растет удельный расход алмаза. Величина давления инструмента на деталь в значительной степени определяет соотношение между анодным растворением и съемом металла резанием. При слишком высоком давлении роль анодного растворения может оказаться незначительной, отчасти из-за ухудшения отвода продуктов растворения из зоны обработки. При давлениях до 4 кгс/см2 основной съем идет за счет электрохимических процессов, износ круга при этом минимален, он "в 10—20 раз меньше, чем при простом алмазном шлифовании и не превышает 0,2—0,3 мг/г. При давлениях выше 12—15 кгс/см2 основная роль в процессе принадлежит резанию; износ круга достигает 4—6 мг/г, т. е. приближается к износу при алмазном шлифовании. Оптимальным с точки зрения производительности и экономичности можно считать удельное давление 5—8 кгс/см2; ЭНИМС при заточке резцов рекомендует удельное давление 8—12 кгс/см2, которое необходимо уточнять в ка-.ждом конкретном случае в зависимости от глубины резания и подачи. При шлифовании инструментов из твердых сплавов продольную подачу выбирают в пределах 1,5—5 м/мин, при поперечной подаче (врезании) 0,01—0,05 мм/дв. ход. Для круглого наружного шлифования эти показатели принимают равными соответственно 3—5 м/мин и 0,04—0,06 мм/об.

По мере накопления в электролите продуктов травления производительность процесса снижается, повышается его энергоемкость и нарушается стабильность. Для очистки электролитов применяют отстойники, фильтры и центрифуги. Для связывания продуктов растворения и ускорения осаждения шлама в электролит добавляют различные коагуляторы (например, полиамид).

При прохождении постоянного электрического .тока через электролитическую ванну с электролитом определенного состава на поверхности анода образуется нерастворимая пленка продуктов растворения металла. Удаляя эту пленку механическим путем, удается значительно интенсифицировать съем металла в заданном направлении. Сочетание анодного растворения с механическим воздействием получило название анодно-механической обработки. Известны две основные разновидности анодно-меха-нической обработки: чистовая, съем металла при которой происходит в результате сочетания электрохимического действия тока и механического воздействия, и черновая, при которой наряду с механическим воздействием играют значительную роль электротермические явления — выделение тепла в точках соприкосновения электродов. При чистовой обработке механическое удаление продуктов растворения может производиться любым электрически нейтральным инструментом, движущимся с большой скоростью потоком электролита или перемещающимся катодом. При черновой обработке необходимое механическое воздействие производится только движущимся катодом.

продуктов растворения