Химическое выделение карбидов из углеродистых ферросплавов или расплавленных металлов (метод растворения)

12.09.2019

Давно известно, что определенные характеристики легированных сталей связаны с наличием в них простых и двойных карбидов: хрома, вольфрама, молибдена, ванадия, титана, циркония, тантала и ниобия.

Так как карбиды, в том числе двойные, относительно устойчивы против действия кислот, их можно выделить при соблюдении определенных условий растворения.

Обрабатывая титанистый чугун соляной кислотой, Шимер получил блестящий мелкозернистый осадок серо-стального цвета. Кубические кристаллы содержали, кроме примесей (железо, марганец, фосфор, сера), 71,6% Ti и 16,9% С. соответственно формуле TiC.

Вильямс растворял в соляной кислоте сплав трехокиси вольфрама, железа и углерода, приготовленный в электрической печи. Нерастворимый осадок состоял в основном из двойного карбида вольфрама и железа и второго карбида, содержащего 93,5% W и 6,1% С и соответствующего, таким образом, формуле WC (до этого факт существования монокарбида вольфрама не был известен).

Муассан и Гофман сообщили о выделении карбида состава MoC из сплава алюминия, молибдена и углерода.

Часто применяемому электролитическому методу выделения карбидов из сплавов и сталей положили начало Арнольд и Рид. Этот процесс позволяет, например, выделить серебристые кристаллы карбида хрома из сплавов хрома с 4—8,5% С. Отмечена возможность выделения карбида молибдена Mo2C анодной обработкой молибденуглеродистого сплава, содержащего 5% С. Электролитическое выделение карбидов из легированной и нелегированной стали по методу, разработанному Клингером и Кохом, позволило получить важные сведения о составе и строении простых и двойных карбидов. Процесс электролитического выделения основан на анодном растворении железа, обычно в разбавленной соляной кислоте. Выделенные таким образом карбиды в некоторых случаях склонны к их взаимодействию с воздухом.

Указанные методы выделения карбидов для анализа чугуна и стали (так называемый анализ карбидных осадков) имеют главным образом теоретический интерес и пока не могут рассматриваться как основа для разработки промышленного процесса. Впрочем, карбид титана можно получать из ферротитана в промышленном масштабе.

Английский патент описывает выделение карбида тантала или двойного карбида тантала и ниобия из высокоуглеродистого сплава в соляной кислоте. Киффер выделил твердый раствор карбидов тантала и ниобия из ферротантала, содержащего ниобий. Твердые растворы, выделенные этим методом, отличались исключительной чистотой, так как они были свободны от графита, кислорода и азота. Этот метод производства значительно экономичнее, чем получение карбида из окислов тантала и ниобия или из порошка этих металлов.

Для получения карбида тантала Мак-Кенна вводил тантал и углерод в расплавленный и перегретый до 2000° алюминий. После охлаждения сплав растворяли в кислоте; выделенный остаток состоял из кристалликов золотистого цвета. По физическим свойствам этот карбид существенно отличается от продукта, полученного карбидизацией.

Такой же процесс используют для получения твердых растворов карбида вольфрама и карбида титана; твердые растворы карбидов заданного состава выделяют из никелевого сплава. Этим же методом в последнее время приготовляли твердые растворы TiC-TaC(NbC). Твердые растворы карбидов этого происхождения характеризуются низким содержанием графита, окислов и нитридов, что делает их весьма ценными для промышленного изготовления спеченных твердых сплавов.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна