Файл: Фрумин Е.И. Нагрев стали в синтетических шлаках.pdf

при температуре 950° С:

держание углерода после выдержки в шлаке, %. Результаты исследований представлены на рис. 44, где показана также интенсивность обезуглероживания в расплаве галоидных

лей. С увеличением отношения Na,0/B2 03 растворимость железной окалины в борнонатрневых стеклах повышается. Интенсивное обогащение шлакового расплава окислами мо­ жет происходить в тигельных печах-ваннах на границе раздела шлак—воздух. Внутренние стенки тигля, находящи­ еся выше уровня расплава, нагреваются за счет теплопере­ дачи и излучения и окисляются кислородом воздуха. При

57

колебаниях уровня расплава окислы растворяются в шлаке.

В практике даже в тигельной печи такого не происходит. Но­ вые добавки шлака, компенсирующие вынос шлака с деталя­ ми, «освежают» расплав; содержание окислов железа обычно колеблется в пределах 2,5—3,5% . В печи «Магма» разработ­ ки Института электросварки им. Е. О. Патона обогащения расплава окислами железа не происходит.

Н. К. Бизик провел исследование обеднения хромом, марганцем и никелем поверхности различных сталей (ЭП-202, ХВГ, 40Х) после нагрева их в расплавах шлаков

59

пост тигля из стали Х24Н12СЛ, контактировавшей с рас­ плавленной солью в течение » 300 я при температурах 880—900° С; видна интенсивная межкристаллитная кор­ розия.

ОМ

Расстояние от края, мм

Рис. 49. Разъедающее действие шлака АН-ШТ2 (а), пищевой поваренной соли по ГОСТ 13830—68 сортов «Второй» (б), «Эк­ стра» (в) и химически чистой NaCl (г) при температуре 860 С.

При нагреве в шлаках в рабочем интервале температур практически не происходит разъедания поверхности сталь­ ных изделий. Разъедание может начаться при превышении верхнего предела рабочих температур (1100° С для АН-ШТ1 и 900° С для АН-ШТ2). При высоких температурах может происходить растворение металлического железа в расплаве

61

стекломассы. Коррозия начинается на границах зерен, а затем распространяется вдоль этих границ.

При оценке разъедающего действия расплавов по раз­ ности в весе образцов до и после испытания, отнесенной к единице поверхности, весьма неудобно извлекать образцы из расплава. В работе [86] описана простая и надежная методика. Для оценки разъедающей способности распла­

в расплавы солей и в шлаки и выдерживали при рабочей температуре в течение 35 мин. После этого образцы промы­ вали в горячей воде и на профилографе записывали глу­ бину разъедания поверхности. На рис. 49 штриховая линия соответствует исходной поверхности металла. По соотно­ шению площадей светлых полей (между штриховой линией и пилообразной кривой) можно судить об относительной разъедающей способности расплавов.

Разъедание в шлаке во много раз меньше, чем в пова­ ренной соли по ГОСТ 13830—68, применяемой многими заводами. Разъедание в соли квалификации «ХЧ» незначи­ тельно, однако следует учесть, что соляные ванны, в отли­ чие от шлаковых, весьма чувствительны к присутствию окислов и примесей,— они быстро стареют и их разъедаю­ щая способность возрастает.

З а щ и т н ое действие шлаковой пленки

Галоидные соли плохо смачивают сталь и остаются на ней, лишь задерживаясь на неровностях поверхности. При повы­ шении температуры смачивание улучшается незначительно. Стекла и шлаки, применяемые в качестве нагревательных сред, практически мгновенно растекаются по стали, обра­ зуя сплошную пленку на поверхности детали. Эта пленка должна удовлетворять двум необходимым требованиям:' толщина ее должна быть минимальной с тем, чтобы не ме-

62

шать процессу закалки; в то же время она должна быть достаточно плотной, чтобы препятствовать проникновению кислорода воздуха, обезуглероживающего сталь и способ­ ствующего интенсивной коррозии при извлечении нагретой

тий. Очевидно, в боратных стеклах имеет место аналогичная зависимость.

Известные методы определения газопроницаемости шла­ ков весьма сложны [85]. Наиболее простые из них основаны на исследовании разъедания поверхности металла, погру­ женного в расплав [64]. Боратные шлаки практически не вызывают разъедания стали в рабочем интервале температур. Для определения кислородопроницаемости таких шлаков был видоизменен метод фольги, при котором тонкая лента из высокоуглеродистой стали после нагрева и выдержки в расплаве охлаждается в воде, а затем в ней определяется среднее содержание углерода. Образцы — две полоски

63