Легированные чугуны

Получают введением в чугун до 20% никеля, 5% хрома, 8% меди, что повышает кислото- и щелочностойкость.

В зависимости от содержания легирующих добавок чугуны подразделяют:

• низколегированные (до 2% никеля, 1% хрома, 0,6% марганца, 0,2% титана, 0,2 % ванадия) отличаются высокими эксплуатационными характеристиками. Хром повышает стойкость к морской воде, слабым растворам соляной кислоты. Никель увеличивает щелочностойкость;

• среднелегированные (2–4% никеля, 1% хрома) отличаются износоустойчивостью. Изготавливают насосы, детали компрессоров, фильтры;

• высоколегированные (5–20% никеля, 5% хрома) имеют аустенитную структуру. Стойки к щелочным растворам при температурах их кипения /Л/.

Легирование позволяет существенно улучшить качества чугуна и придать ему особые свойства /8/.

Хромникелевые чугуны

Состав: углерод 1,3–1,8%, кремний 1,7–2%, марганец 0,5–0,7%, никель 8,2–9%, хром 18,2%, фосфор менее 2%, сера менее 0,2%.

Обладают высокой коррозионной стойкостью к 10–40% растворам азотной кислоты. Можно применять при температурах до 650°С.

Введение до 30% добавок хрома повышает жаростойкость до 1200 °С, стойкость к азотной, фосфорной, уксусной кислотам.

Высококремнистые чугуны

Марки С15, С17.

Состав марки С15: углерод 0,5–0,8%, кремний 14–16%.

Состав марки С17: углерод 0,3–0,5%, кремний 16–18%.

Однако структура таких чугунов очень хрупкая и плохо переносит перепад температур /Л/.

Цветные металлы и их сплавы

Цветные металлы и их сплавы применяют для изготовления машин и аппаратов, работающие со средами средней и повышенной агрессивности и при низких температурах. В химической промышленности в качестве конструкционных материалов из цветных металлов используются алюминий, медь, никель, свинец, титан, тантал и их сплавы /8/.

Цветные металлы можно обрабатывать давлением, резанием и сваривать. Для изменения их свойств применяют термическую обработку. Детали из цветных метало изготавливают литьем и пластическим деформированием.

Применение цветных металлов необходимо экономически оправдывать, так как они дороги и дефицитны по сравнению с черными металлами /2/.

Алюминий

Обладает высокой стойкостью к действию органических кислот, концентрированной азотной, разбавленной серной, сравнительно устойчив к действию сухого хлора и соляной кислоты.

Высокая коррозионная стойкость металла вызвана образованием на его поверхности защитной оксидной пленки, предохраняющей его от дальнейшего окисления.

Механические свойства алюминия в значительной степени зависят от температуры. Так при увеличении температуры от 30 до 200°С значения допускаемого напряжения на растяжение снижаются в 3–3,5 раза, а на сжатие в 5 раз /8/.

Положительными свойствами алюминия являются его высокая теплопроводность (в 4,5 раза больше, чем у стали), малая плотность и высокая пластичность, обеспечивающая хорошую прокатываемость и способность штамповаться.

Однако алюминий имеет малую прочность, нестоек к действию щелочных растворов.

Применяется для изготовления резервуаров, колонн, теплообменников, реакционных и других аппаратов, работающих в интервалах температур от –196 до +150°С при давлении до 0,6 МПа.

Медь

Стойка в растворах щелочей, но не устойчива к действию окислительных кислот, так как не образует прочных защитных оксидных пленок.

Она хорошо прокатывается, тянется, штампуется, обладает максимальной теплопроводностью среди конструкционных материалов /2/.

Чаще всего ее используют в технике глубокого холода. Так как она сохраняет прочность при низких температурах /8/.

Медь и ее сплавы – латунь (сплав меди с цинком) и бронза (сплав меди с оловом, свинцом, никелем, алюминием, марганцем, золотом) применяются для изготовления емкостных аппаратов, теплообменников, ректификационных колонн и других аппаратов в интервале температур от –254 до +400°С при давлении до 20 МПа со средами средней агрессивности (10–40% серная кислота, уксусная кислота любой концентрации до 40°С, бензол, метиловый и этиловый спирты и др.) /2/.

Из-за дефицитности и высокой стоимости ее применение ограничено /Л/.

Свинец

Обладает сравнительно высокой кислотостойкостью, особенно в серной кислоте (до 80%), вследствие образования на его поверхности защитной пленки из сернокислого свинца.

Исключительно высокая мягкость, легкоплавкость и большой удельный вес резко ограничивают применение свинца в качестве конструкционного материала /8/.

Применяют главным образом для покрытия внутренних поверхностей стальных аппаратов /2/.

Никель

Считается одним из лучших материалов химического аппаратостроения вследствие высокой механической прочности и коррозионной стойкости во многих средах – серной, соляной и большинстве органических кислот и растворов солей /2/.

Широко применяется в различных отраслях техники, главным образом для получения жаропрочных сплавов и сплавов с особыми физико-химическими свойствами.

Никель-медные сплавы обладают улучшенными механическими свойствами и повышенной коррозионной стойкостью.

Никельхромсодержащие жаропрочные сплавы

Никелевые сплавы легированные хромом и вольфрамом, являются стойкими в окислительных средах.