ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние термического режима эмалирования на состояние поверхности металла из "Металл для эмалирования Издание 2 " Особенность нагрева металлических изделий при эмалировании — их кратковременность, исчисляемая минутами (от 2—3 до 5—8 мин). Поэтому представляют интерес данные об окислении металла в начальный период нагрева, которые характеризуют процесс формирования окисного слоя за этот период. [c.27] Энергия активации, вычисленная для линейного закона окисления (Q = 59 ккал/моль), близка по величине к теплоте образования FeO (ДЯ = 63 ккал/моль), тогда как при параболическом законе окисления Q колеблется от 35,5 до 36,6 ккал/моль. [c.27] Такой же характер окисления наблюдается в случае титана, алюминия (рис. 5, б). [c.27] Железо по сравнению с титаном и особенно алюминием окисляется наиболее сильно. Это различие объясняется физическим строением окислов, относящихся к дырочным проводникам р- или п-типа, а также многослойностью окалины на железе и сравнительной однородностью фазового состава окалины на алюминии и титане в этих условиях испытания. [c.27] Поэтому с появлением в окалине FeO (при t 575° С) начинается интенсивное окисление железа [37,38]. Так как прочность сцепления окисной пленки с металлом уменьшается с ее утолщением — появляются напряжения, исчезает когерентность решеток, пленка плохо удерживается на металле она растрескивается и отслаивается. [c.28] При окислении титана окисная пленка в основном состоит из Tio 2-рутила, который относится к полупроводникам п-типа с недостатком анионных вакансий. Такой окисел обладает электронной проводимостью. Кислородные вакансии обеспечивают преимущественную диффузию ионов кислорода через кристаллическую решетку окисла. При повышенных температурах наблюдается и диффузия ионов титана. [c.28] Особенность окисления титана состоит в том, что утолщение пленки сопровождается одновременно значительным насыщением поверхности металла кислородом. Это обеспечивает хорошее сцепление пленки с металлом до тех пор, пока толщина ее остается сравнительно небольшой, что отвечает условиям термического режима эмалирования титана. [c.28] Представителем окислов с малой концентрацией дефектов является AlaOg, который не растворяет кислород и незначительно растворяет алюминий. Поэтому алюминий слабо окисляется на воздухе вплоть до плавления. Прочность сцепления AI2O3 с металлом велика, а проницаемость для окислительных газов ничтожно мала. [c.28] Кинетика процесса окисления при наличии тонких пленок, согласно Карберу и Мотту, определяется переносом частиц под действием электрического поля и аномального распределения концентрации ионных дефектов в граничных слоях, а также накоплением зарядов на границах фаз. [c.29] Кинетика окисления металлов, как известно, может существенно изменяться под влиянием примесей в зависимости от заряда примеси и ее концентрации [36, 39]. Малые количества примесей влияют на изменение вакансий в кристаллической решетке окисла металлов — увеличивают их или уменьшают. Например, примеси, дающие более высокозарядные окислы увеличивают число вакансий в окислах р-типа (FeO, NiO), и способствуют повышению скорости окисления металла, а в окислах п-типа (TiO,), согласно теории Вагнера—Хауффе [36], такие примеси (W, Та) уменьшают число анионных вакансий и вследствие этого замедляют окисление металла. [c.29] Поэтому при наличии легирующих элементов в железе и стали изменяется состав окалины во всех зонах, но наиболее сильному изменению подвергается внутренний слой. Так, при введении в состав стали алюминия или хрома внутренний слой обогащается окислами этих элементов, количество свободной вюститной фазы в нем уменьшается, окалина приобретает сложное строение типа шпинели (FeO- r,Og). [c.29] добавление к железу некоторых элементов способствует образованию окалины сложной кристаллической структуры. В результате начало появления свободной вюститной фазы перемещается в область высоких температур и сцепление окалины с поверхностью основы увеличивается. [c.30] Окисление металла зависит не только от состава, но и вида его обработки. Это следует из рис. 6, на котором, по данным автора, показано, что окисляемость стали марки 08кп существенно меняется в зависимости от способа прокатки и содержания в ней титана. [c.30] Химическая обработка стали в различных растворах также оказывает влияние на окисление травление усиливает, а обработка в растворе, содержащем N 504, существенно тормозит процесс окисления стали [11]. [c.30] Задерживающее влияние никеля на процесс окисления стали связано с диффузией его в твердый раствор металла (поверхностное легирование) и частичным растворением в вюститной фазе. [c.30] Вернуться к основной статье