ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Физико-химические и механические свойства тугоплавких металлов и соединений из "Тугоплавкие покрытия Издание 2 " В табл. 8—12 приведены, в основном по данным справочной литературы [1—4, 24—35], физико-химические и механические свойства наиболее важных для создания покрытий тугоплавких металлов и соединений. [c.23] При выборе покрытий очень существенно их взаимодействие с материалом основы при высоких температурах. При рассмотрении стабильности тугоплавких материалов при высоких температурах необходимо учитывать влияние среды, в которой работают эти материалы, так как стабильность определяется не только диффузионными процессами на границе раздела взаимодействующей пары покрытие — основа, но в существенной мере и взаимодействием на границе покрытие—внешняя среда. Наиболее обширный материал по твердофазному контактному взаимодействию накоплен для окислов, так как сопротивлению высокотемпературному окислению всегда способствуют защитные окис-ные пленки и свойства этих пленок являются основой для выбора того или иного жаростойкого покрытия. В последнее время предпринимают попытки рассмотреть взаимодействие тугоплавких окислов с тугоплавкими металлами с термодинамической точки зрения [43—45]. Термодинамический анализ позволяет оценочно рассчитать равновесные давления продуктов взаимодействия в этих системах и сделать выводы об основных направлениях взаимодействия и его скорости. [c.23] В табл. 13 и 14 приведены [10] данные о высокотемпературном поведении окислов, которые могут быть использованы в основном для качественной оценки при выборе той или иной пары основа—покрытие. Более подробные сведения о взаимодействии окислов с различными веществами в твердой фазе приведены в справочниках [4, 33]. Результаты исследований твердофазных взаимодействий тугоплавких соединений с тугоплавкими металлами представлены в табл. 15. Характер контактного взаимодействия тугоплавких окислов с различными металлами и углеродом в твердой фазе [33] отражен в табл. 16. [c.23] В работе [47] исследовалась устойчивость железа и никеля в контакте с окислами, карбидами, боридами, силицидами и нитридами тугоплавких металлов и некоторых неметаллов при нагреве при температурах от 900 до 1400° С в вакууме 10 мм рт. ст. в течение 1 ч (табл. 17). На основании полученных результатов сделан вывод, что расплавление металлической фазы в контакте с тугоплавкими соединениями обусловливается легкоплавкими эвтектиками, образующимися вследствие диффузии неметаллического компонента тугоплавкого соединения в исследуемый металл. Наиболее устойчивые соединения по отношению к железу и никелю — нитриды и окислы, наименее устойчивые — бориды и силициды. [c.23] Твердофазное взаимодействие в вакууме под нагрузкой (диффузионная сварка) тугоплавких карбидов с тугоплавкими металлами исследовано в работе [48]. В табл. 18 представлены рекомендуемые на основании проведенных исследований режимы диффузионной сварки тугоплавких карбидов и металлов, т. е. режимы, при которых контактное взаимодействие становится достаточно интенсивным. [c.33] Особый интерес представляют данные по взаимодействию тугоплавких соединений с жидкими металлами и сплавами. Если по тугоплавким окисным системам, составляющим основу промышленных огнеупоров, накоплен значительный материал [4, 33], то данных по взаимодействию бескислородных тугоплавких соединений с расплавами металлов сравнительно немного и систематические исследования в этом направлении выполнены в основном в последнее десятилетие [49—58]. [c.33] Количественным критерием характера контактного взаимодействия расплава с тугоплавкими соединениями обычно является угол смачивания. На него существенно влияют среда, в которой жидкий расплав взаимодействует с твердой подложкой, чистота расплава и подложки, температура испытаний, время выдержки и другие факторы. [c.33] Поэтому довольно часто встречающиеся в литературе данные по взаимодействию одних и тех же веществ заметно различаются. В табл. 19—21, по данным [56—581, приведены результаты определения углов смачивания бескислородных тугоплавких соединений высокочистыми (не ниже 99,9%) расплавленными металлами и некоторыми техническими сплавами на основе железа. [c.33] В табл. 22 сведены обобщенные в работах [4, 33, 49—55] данные по смачиваемости тугоплавких окислов, карбидов, боридов и нитридов расплавленными металлами и сплавами. [c.33] Иногда для оценки результатов взаимодействия используют и другие критерии. Например, в работе [51 ] интенсивность взаимодействия некоторых бескислородных тугоплавких соединений с расплавленными металлами оценивали по условной пятибалльной системе, при этом баллы означают следующее 1-й балл характеризует высокую устойчвость соединения в контакте с жидким металлом длительное время 2-й балл — степень взаимодействия, в результате которого в металле после длительного контактирования обнаруживается до 0,1% элементов, перешедших из соединения 3-й балл соответствует тем случаям, когда в структуре королька металла или стенки тигля после 1—5-ч взаимодействия обнаруживается тонкий переходной слой (до 50. икм) с новой фазой и более 0,1 % элементов контактировавшего партнера 4-й балл означает образование после пятиминутного контактирования толстого переходного слоя (—0,5 мм) с новой фазой 5-й балл отмечает образование после пятиминутного взаимодействия сплава по всему сечению образца. [c.33] Под температурой начала реакции взаимодействия металла и тугоплавкого соединения подразумевали тумпературу.при которой в течение данного времени контакта на границе раздела взаимодействующих объектов начинает образовываться новая фаза, обнаруживаемая металлографически. Время контакта 1 ч. Время контакта 2 н. [c.39] Краевой угол смачивания боридов 0, град. [c.45] Примечание. 0 при смачивании УВз германием равен 60°, а кобальтом 54—10°. [c.45] Основным методом исследования процесса контактного взаимодействия при этом был металлографический анализ зоны взаимодействия и измерение микротвердости фаз. В некоторых случаях использовали также химический спектральный и рентгеновский анализ. Полученные в работе [51] данные представлены в табл. 23. [c.46] Анализ приведенных в табл. 16—23 данных показывает, что в большинстве случаев полученные в разных работах результаты достаточно удовлетворительно совпадают и могут являться основой для выбора наиболее стойких материалов, в том числе и покрытий для работы в контакте с тем или иным жидким металлом или сплавом. [c.46] Значительный практический интерес представляют данные по стойкости тугоплавких соединений против действия неорганических, прежде всего металлических расплавов. Данные по стойкости чистых окислов и огнеупорных окисных материалов достаточно полно собраны в ряде справочников и монографий [33, 59—62], поэтому здесь не приводятся. Сведения о стойкости бескислородных тугоплавких соединений, по данным работ [49, 50], представлены в табл. 24. [c.46] Стойкость тугоплавких соединений против действия различных химически агрессивных сред — кислот, щелочей, солей приведена в работах 1, 30, 31, 63, 64]. [c.46] При высокотемпературной эксплуатации покрытий на воздухе или в средах с высоким содержанием кислорода первостепенное значение приобретает жаростойкость покрытия. [c.46] В то время как карбиды СГ3С2 и Ti начинают окисляться только при 800—900 С, причем скор /сть их окисления описывается логарифмическим законом, карбиды М02С и W заметно окисляются уже при 500—600 °С и кривые окисления описываются зависимостями, близкими к линейным. [c.57] Вернуться к основной статье