О возможности замены серых чугунов для изготовления литых элементов газосборного колокола электролизера

Основным процессом, приводящим к разрушению литых элементов газосборного колокола электролизера, изготовленного из серого чугуна, является окисление железа кислородом, газом SO2 и парами серы с образованием магнетита, гематита и пирротина. Одновременное образование оксидов и сульфидов железа не препятствует дальнейшей коррозии, так как формируется окалина с рыхлой структурой, не обладающая защитными свойствами. Уменьшение протяженности межфазных границ внутри материала отливки позволяет уменьшить скорость коррозионного разрушения, этого можно достичь путем модифицирования чугуна для изменения формы графитовых включений, т. е. получением высокопрочного чугуна с шаровидной формой графитовых включений. Однако получение в чугуне шаровидного графита с использованием модифицирования магнием не исключает доступ агрессивных газов к поверхности изделий и возможность их диффузии по границам зерен. Показано, что альтернативой является легирование, приводящее не только к исключению пластинчатых выделений графита в структуре чугуна, но и к образованию поверхностных оксидных слоев на основе легирующего элемента, препятствующих коррозии. Легирование хромом придает чугунам высокую абразивную стойкость благодаря присутствию в структуре карбидной составляющей, а также коррозионную стойкость за счет легирования металлической основы, жаростойкость вследствие повышения электрохимического потенциала металлической основы и создания на поверхности отливок прочной нейтральной оксидной пленки, жаропрочность и т. п. Опытный сравнительный анализ коррозионной стойкости чугунов, применяемых для изготовления газосборного колокола электролизеров, показал, что хромистый чугун ЧХ3 обладает более высокой коррозионной стойкостью, чем высокопрочный чугун с шаровидным графитом ВЧ50, и намного выше, чем серый чугун с пластинчатым графитом. Однако хромистый чугун ЧХ3 обладает невысокими литейными свойствами, очень чувствителен к скорости охлаждения и имеет большую неоднородность по структуре, что затрудняет его применение для изготовления газосборного колокола электролизеров.