ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Окисление в воздушной атмосфере из "Материалы для электротермических установок " Высокотемпературное окисление металлов является процессом реакционной диффузии атомов кислорода и металла, диффундирующих встречно через кристаллические решетки твердых фаз, образующих окалину. Плотная оксидная бездефектная пленка, незначительно испаряющаяся при рабочих температурах, сохраняющаяся в процессе эксплуатации,— необходимое условие высокой жаростойкости материала. Такая пленка, существенно замедляя диффузию кислорода (или металла), значительно снижает скорооть окисления сплава. [c.20] Окисление железохромоалюминиевых сплавов на воздухе происходит преимущественно за счет легко окисляющегося металла — алюминия, что приводит к уменьшению его содержания в сплаве. Согласно работам И. И. Корнилова в зависимости от температуры окисление железохромоалюминиевых сплавов может происходить по трем схемам. [c.20] На поверхности сплава образуется твердый раствор всех трех оксидов (Ре, Сг, А1)гОз и АЬОз. [c.20] Третья схема применима к температуре от 1200 °С до точки плавления. Алюмотермические реакции и диффузия алюминия в сплаве протекают в этих условиях с большой скоростью, и на поверхности сплава образуется оксид алюминия. [c.20] Наряду с образованием пленки оксидов на поверхности происходит образование оксидов и в подокалинных слоях металла, обычно по границам зерен. Этот процесс называют внутренним окислением, его изучению применительно к сплавам сопротивления посвящен ряд работ [7—9]. [c.21] Процесс высокотемпературного окисления сплавов сопротивления можно в первом приближении разделить на три этапа. На первом, самом коротком по времени, идет процесс образования и формирования поверхностной оксидной пленки. Для первого этапа характерно значительное изменение скорости окисления вначале высокая, она резко снижается к концу этапа. Второй этап наиболее длителен и занимает примерно 80% времени работы нагревателя. Скорость окисления на этом этапе меняется мало. Продолжается он до тех пор, пока содержание в сплаве элементов, обеспечивающих поверхностной оксидной пленке хорошие защитные свойства, не падает ниже определенного предела для никельхромовых сплавов — это 5—7% Сг во внешних слоях (во внутренних слоях содержание хрома остается более высоким — примерно 10—15%), для железохромоалюминиевых сплавов этот предел равен 1,1—0,9% А1 по всему сечению металла. При достижении такого содержания основных легирующих элементов состав оксидной пленки резко меняется у никельхромовых сплавов в оксидной пленке начинают преобладать оксиды никеля, у железохромоалюминиевых сплавов — оксиды железа. В обоих случаях оксидная пленка теряет защитные свойства, скорость окисления резко увеличивается. Начинается третий этап, занимающий 10—15% времени работы нагревателя. [c.21] Изменение химического состава сплава в процессе окисления приводит к изменению его физических свойств, что выражается, в частности, в уменьшении удельного электрического сопротивления и росте температурного коэффициента электрического сопротивления. [c.21] Изменение сопротивления самого нагревателя в процессе окисления будет определяться соотношением степени уменьшения сечения нагревателя в результате перехода металла в оксиды и изменения удельного сопротивления и его температурного коэффициента. Наибольшее изменение сопротивления отмечается для тонких проволок с диаметром 1,0 мм и менее. Например, в трубчатых электронагревателях (ТЭН) сопротивление нагревателя при комнатной температуре в процессе эксплуатации может уменьшиться на 60—70%- Отношение же сопротивления нагревателя при температуре эксплуатации к сопротивлению при комнатной температуре увеличивается от 1,04—1,08 в начале эксплуатации до 1,7—1,8 в конце [10—12]. [c.21] Вернуться к основной статье