Разложения глинозема

Графитизированная сталь обладает высокой стойкостью против износа. Графит в структуре получается за счет частичного разложения цементита, поэтому графитизирующиеся стали должны иметь высокое содержание углерода и кремния (в качестве легирующей примеси), который повышает способность стали к графитизации.

Нижним температурным пределом, при котором еще возможна реакция разложения цементита водородом при атмосферном давлении, Шенк [51] считает 300 . Поскольку этот процесс идет с уменьшением объема, повышение давления сдвигает равновесное соотношение компонентов газовой фазы в сторону образования метана и снижает температурную границу обезуглероживания. Этим объясняется наличие водородной коррозии углеродистой стали при высоких давлениях и температурах 240-300,

Смягчающий отжиг (ферритизация) производится с целью разложения цементита перлита и получения ферритной структуры. Он осуществляется путем медл. охлаждения отливок при 760—700° или путем длит, выдержки при темп-pax ниже нижней критич. точки (680—700°). Смягчающий отжиг применяется для улучшения обрабатываемости чугуна и для повышения пластичности и ударной вязкости отливок, а также улучшения ферромагнитных свойств отливок из серого яугуна (см. Чугун ферритный).

Нормализация (перлитизация) производится с целью полного перевода ферритной или феррито-перлитной структуры основы в перлитную в отливках из серого чугуна, а также для частичного разложения цементита в отливках из отбел. чугуна. Нормализация заключается в нагреве отливок при 850—950° с последующим охлаждением на воздухе. При переводе структуры в чисто перлитную повышаются твердость, прочность и износостойкость отливок из серого чугуна, при частичном разложении цементита улучшается обрабатываемость и повышаются механич. свойства отливок из отбел. чугуна.

Для получения т. н. черносердечиого ферритного Ч. к., излом к-рого имеет черный цвет, отливки белого чугуна подвергают графитизирующему отжигу в нейтральной среде с целью разложения карбидной фазы с образованием углерода отжига в первой стадии отжига, а также разложения цементита перлитной основы с образованием феррита во второй стадии отжига (табл. 7).

В тонкостенных отливках чистую феррито-графитную структуру трудно получить одним регулированием химического состава. В таких отливках можно достигнуть максимального разложения цементита и обеспечить требуемые магнитные свойства отжигом их при температуре 900—950°С с последующим медленным охлаждением (или многократными нагревами с охлаждением в пределах критической температуры) [3, 8].

Уменьшение твёрдости серого чугуна с целью улучшения обрабатываемости и изменения антифрикционных и магнитных свойств достигается в большинстве случаев за счёт разложения цементита эвтектического, вторичного или эвтектоидного. Некоторое понижение твёрдости может быть достигнуто и без изменения количества связанного углерода за счёт сфероидизации эвтектоидного цементита, а также, но в меньшей степени, за счёт снятия внутренних напряжений. Таким образом основной метод уменьшения твёрдости чугуна заключается в его частичной или даже полной графитизации, при которой цементит (Нв «800) в конечном итоге распадается на феррит (Нв — 80—100) и графит.

греве до температур, лежащих выше 500° С, но ниже Ас, твёрдость падает незначительно за счёт разложения цементита и его сферо-идизации.

При необходимости разложения цементита эвтектического, вторичного и эвтектоидного (отбелённое литьё) требуется нагрев до температур, лежащих выше критической, выдержка, достаточная для установления равновесия аустенит —графит, и медленное охлаждение в интервале критических температур. Охлаждение в интервале критических температур со скоростью 1 — 3° С в минуту вполне обеспечивает разложение эвтектоидного цементита. Такой отжиг может быть назван высокотемпературным.

Зависимость критических точек при охлаждении от концентрации S1 дана на фиг. 53. Время выдержки для разложения цементита при температурах выше критической (850-900° С) варьирует- % ся в сравнительно широких пределах от 0,5 ^ до 8 час. в зависимости ^ Г

Медленно до 550° С для сложных деталей 2—8 ч В зависимости от требуемой конечной структуры 1—4 ч Достаточная для полного распада свободного цементита (0,5—5 ч) Достаточная для насыщения аусте-нита углеродом (0,5-3 ч) Достаточная для разложения цементита (0,5 — 5 ч) Достаточная для насыщения аусте-нита углеродом (0,5—3 ч)

Таким образом, теоретически на процесс электролиза расходуются глинозем и углерод анода, а также электроэнергия, необходимая не только для осуществления электролитического процесса — разложения глинозема, но и для поддержания

4.1.1. Разложение глинозема. Напряжение разложения глинозема зависит от материала, из которого изготовлен анод. При применении в качестве анода инертного к кислороду материала напряжение разложения глинозема определяется изменением энергии Гиббса реакции

На практике используются угольные аноды, и разложение глинозема происходит с участием углерода анода. В этом случае напряжение разложения глинозема определяется ArG° реакций:

А12О3 [2], можно рассчитать зависимость напряжения разложения глинозема от его концентрации для реакций (4.3) и (4.4) (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Зависимость напряжения разложения глинозема от его концентрации в системе Na3AlFg — A12O3 для реакций (4.3) (7) и (4.4) (2)

4.1.2. Разложение фторидов. Значения напряжений разложения для чистых химических соединений, входящих в состав промышленных электролитов, представлены в табл. 4.3. Как видно, в условиях электролиза алюминия (/ = 950 °С, КО = = 3,0) наименьшим напряжением разложения обладает реакция (II). Однако и эта величина на 1,16—1,25 В выше напряжения разложения глинозема по реакции (4.5).

разложения глинозема с образованием СО2, В; rj — выход по

Напряжение поляризации (или ЭДС поляризации) представляет собой сумму термодинамической величины напряжения разложения для реакции разложения глинозема и анодного и

Расчет теплового эффекта реакции разложения глинозема (4.5) при температуре электролиза или окружающей среды проводят, зная количество киломолей образовавшихся СО и СО2 (см. разд. 8.2). Подставив эти значения в уравнение,

рассчитывают количество киломолей всех участников реакции разложения глинозема:

4.1 Зависимость напряжения разложения глинозема от его концентрации в системе Na3AlF6 — А12О3........ 95