高硅铸铁阳极的组成

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高硅铸铁阳极的组成
 高硅铸铁组织与性能的研究：
腐蚀作为材料的三大失效方式之一,给社会带来巨大的经济损失和灾难性事故。为此,开发了许多耐腐蚀的合金,如铝基耐蚀合金、镍基耐蚀合金、钛基耐蚀合金、不锈钢和耐蚀铸铁等。而在众多的耐腐蚀金属材料中,耐蚀铸铁由于其低廉的价格、优良的铸造性能以及优异的耐蚀性能而被广泛应用在生产中,其中高硅铸铁的应用为广泛。但铸铁质硬而脆,力学性能差,加工性能差,这阻碍了其应用。因而在不降低铸铁的耐腐蚀性能基础上,探索提高其力学性能的途径具有十分重要的现实意义。本课题首先研究了硅元素对铸铁材料组织及性能的影响,采用金相显微镜、XRD衍射仪(XRD)以及电子探针分析仪观察其微观形貌并进行物相分析。其次选用硬度试验和抗弯试验,借助洛氏硬度值、抗弯强度和挠度值评估其力学性能好坏。再次采用电化学实验法分析了铸铁在20%H2SO4溶液中的腐蚀行为。同时对比了铸态和退火态样品的组织和性能,研究退火处理对铸铁材料性能的改善作用。综合力学性能和耐蚀性能优选出佳的硅含量。基于优选出的较好的Si含量,进一步通过添加铜元素研究铜含量对铸铁组织及性能的影响,考察其微观组织、力学性能、耐蚀性能等,终选出综合性能优的Fe-Si-Cu成分。对五种硅含量不同的合金分别进行金相分析、力学性能分析和耐腐蚀性能分析,发现：随着硅含量的增加,合金耐腐蚀性能提高,但硅含量大于17.44%时,增加硅含量不能使耐蚀性能进一步提高,因而为保证铸铁良好的耐蚀性能,Si含量设计应大于12.26wt%且低于17.44wt.%；随着硅含量的增加,合金的硬度值提高,尤其是当Si≥17.44%时,硬度值急剧上升,脆性大大增加,抗弯强度及挠度降低；综合考虑耐蚀性能和力学性能,认为Si含量为12.26%-15.55%时综合性能较为优异。对四种Cu添加量不同的合金分别进行金相分析、力学性能分析和耐腐蚀性能分析,发现：向高硅耐蚀铸铁中添加铜元素,可以起到改变石墨的形态和分布的作用,使晶间石墨的形态由散乱分布趋向于均匀分布；铜元素的添加能够使高硅耐蚀铸铁的力学性能得到改善,即抗弯强度和挠度提高、硬度降低。退火热处理对改善力学性能作用不大。铜元素的添加可以显著提高高硅耐蚀铸铁的耐腐蚀性能。综合考虑力学性能与耐蚀性能,认为成分B(14.7%Si和4.62%Cu)和成分C(15.5%Si和4.2%Cu)合金的综合性能更为优异,研究结果为高硅耐蚀铸铁的生产实践提供参考。lb1718*4466