Коррозия в жидких металлах

Коррозия в жидких металлах и расплавленных солях [c.202]

В изучении коррозии в жидких металлах важны две величины изотермическая скорость растворения твердого металла в жидком и температурная зависимость растворимости. Легко показать, что последняя зависит от парциальной энтальпии растворения растворенного вещества в растворителе. Если это вещество — чистый металл (или практически очень разбавленный твердый раствор), то для раствора компонента В в растворителе А [c.73]

Защита от коррозии в жидких металлах [c.540]

Коррозия в жидких металлах. [c.540]

Большой фактический материал по коррозии тугоплавких металлов и сплавов изложен в следу ощих разделах 1. Коррозия в жидких металлах. [c.336]

Глава 5 КОРРОЗИЯ в жидких МЕТАЛЛАХ [c.222]

Поверхностные пленки на контейнерном материале, их структура, стойкость, термодинамическая стабильность и адгезионная способность могут существенно влиять на сопротивление коррозии в жидких металлах. [c.97]

Проблема коррозии в жидких металлах возникает в теплообменниках ядерных реакторов, а также при охлаждении жидким металлом сопел ракет и конструкций, возвращающихся в атмосферу. [c.275]

Ускоренные лабораторные испытания проводятся для сравнения коррозионной стойкости металлов. Если необходимо повысить скорость коррозии, то усиление влияющих факторов не должно вносить качественных изменений в процесс коррозии. В жидкой среде ускорение процесса достигается повышением скорости движения среды или изменением концентрации компонентов, повышением температуры среды, насыщением ее воздухом, кислородом и т. д. При ускоренных испытаниях, воспроизводящих атмосферные условия, допускается повышать температуру до верхнего предела, существующего в природных условиях, увеличивать влажность путем повторной конденсации, повышать интенсивность ультрафиолетового излучения, ограничивая инфракрасное излучение, и т. д. [c.91]

Коррозия при высоких температурах в жидких металлах [c.88]

Жидкие металлы способны растворять металл, из которого изготовлена аппаратура, и переносить компоненты сплава из горячих зон Б холодные. В такой среде осуществляется химическое взаимодействие между жидким и твердым материалом, в результате которого образуются химические соединения — окислы, нитриды, карбиды и интерметаллические соединения жидкий металл диффундирует в поверхностные слои твердого тела, образуя новый сплав или соединения. Скорость растворения основного металла определяется скоростью отдельных стадий этого процесса, в том числе и скоростью растворения металла в горячих зонах и его отложения в холодных. Скорость коррозии зависит также от температуры, давления и скорости циркуляции жидкого металла. Иногда наблюдается избирательное растворение в жидком металле одного или двух компонентов сплава, сопровождаемое образованием язв или появлением межкри-сталлитной коррозии. Присутствие в жидком металле окислов и нитридов, полученных при соприкосновении его с воздухом или другими веществами, оказывает отрицательное влияние на коррозионную устойчивость металлической конструкции. [c.89]

Межкристаллитная коррозия наступает из-за более высокого уровня потенциальной энергии атомов на границе зерен по сравнению с атомами внутри зерен. В этом случае энергия активации атомов на границе зерен меньше, а вероятность пере-хода их в расплав и, следовательно, скорость растворения будет больше. Фронт коррозии при этом будет углубляться по границам зерен, т. е. будет протекать межкристаллитная коррозия. Даже при достижении предельного насыщения межкри-сталлитная коррозия не прекращается вследствие энергичного локального переноса массы. Более интенсивная диффузия легко растворяемых атомов по границам зерен также способствует межкристаллитной коррозии. Например, присутствующие в. жидком металле ионы кислорода или окись щелочного металла могут химически взаимодействовать с компонентами сплава. [c.143]

Т. X. М а р г у л о в а. Некоторые вопросы коррозии и теплообмена в жидких металлах. ГЭИ, 1958. [c.364]

При содержании кислорода более 0,005% на поверхности материала образуются продукты коррозии в виде сложных окислов железа и натрия, которые также могут растворяться в потоке и осаждаться затем в холодном месте контура. В поверхностном слое материала при этом уменьшается содержание железа. Коррозия и перенос массы этих материалов заметно усиливаются при температурах более 700 " С, интенсивность этих процессов находится в линейной зависимости от температуры и скорости жидкости. Влияние примеси кислорода начинает сказываться при содержании его в жидком металле более 0,005%. Существенное науглероживание поверхности аустенитных сталей (на глубину 0,1—0,2 мм) наблюдается в присутствии в системе сталей (например, низколегированных хромомолибденовых), содержащих 0,1—0,2% углерода. [c.291]

Исследование механизмов коррозии твердых металлов в жидких металлах [196—198] позволяет сделать вывод, что коррозионное воздействие является следствием одного или комбинации нескольких следующих процессов [c.257]

При растворении чистых твердых металлов в изотермических условиях и в отсутствие напряжений происходит относительно равномерное удаление поверхностного слоя. При растворении сплавов, содержащих в своем составе элемент с высокой растворимостью в жидком металле, возможно образование поверхностной зоны, обедненной легкорастворимым элементом, — так называемой зоны селективной коррозии [200]. Примером такого воздействия может служить выщелачивание никеля из аустенитных хромоникелевых сталей в расплавленном свинце, висмуте и их сплавах. Преимущественное удаление никеля из стали в этом случае приводит также к превращению аустенита в феррит [201, 202]. [c.258]

Таким образом, коррозионное разрушение тех или иных конструкционных материалов в жидких металлах может происходить в результате протекания различных процессов. Обычно разрушение бывает следствием одновременного протекания нескольких процессов. Доля влияния отдельных процессов, их взаимодействие зависят от природы твердого и жидкого металла, температуры и ее перепада в системе, скорости движения жидкого металла и наличия в нем примесей. Однако для каждого жидкого металла, используемого в качестве теплоносителя, имея в виду его взаимодействие со сталями, можно указать фактор, который обычно доминирует в процессе коррозии. В среде тяжелых металлов — висмута, свинца и их сплавов — определяющим фактором в коррозионном поражении является простое растворение и термический перенос массы. В натрии, калии и их сплавах коррозионная стойкость зависит в наибольшей степени от примеси кислорода в жидком металле. В литии и ртути на металлы могут оказать воздействие термический перенос массы и действие примесей в равной мере. [c.264]

Появление водорода в жидком металле связано главным об-разом с протечкой воды в жидкий натрий через микротрещины в стенках трубок пучка парогенератора. Не исключена возможность диффузии водорода в натрий через стенку трубок из пароводяной фазы как продукта электрохимической и термической коррозии металла стенки в воде при высоких температурах. Предложены физические методы определения водорода, основанные на диффузии его через никелевую или иридиевую перегородку в вакуумную полость и измерении давления в ней [85, 86]. Датчик из иридиевой или никелевой трубки помещают в газовую подушку расширительного бака или непосредственно в поток натрия, В том и другом случае существует линейная зависимость потока водорода через стенку датчика от концентрации его в жидком металле. К сожалению, нет данных о влиянии примесей, находящихся в жидком металле и растворимых в никеле, например лития. [c.295]

Коррозия — это разрушение твердого тела, обычно металла, природными агентами. В рассматриваемой области более часто имеется в виду разрушение в результате электрохимических или химических реакций. В основе коррозионного действия жидкого металла на твердый металл конструкции лежит физико-химический процесс растворения. В инженерных аппаратах растворению, как правило, сопутствуют реакции образования химических соединений растворенного металла с примесями, находящимися в жидком металле теплоносителя. Теоретические соображения, относящиеся к процессу разрушения, кратко изложены в гл. 1. [c.300]

Большинство конструкционных материалов представляет собой сплавы, из которых возможна избирательная диффузия отдельных компонентов в жидкий металл и обеднение контактной поверхностной зоны твердого металла более легко растворимым элементом. Примеры такой селективной коррозии довольно часто встречаются в инженерной практике, причем не только в результате коррозионного воздействия жидких металлов, но и в водных растворах. Известно, например, когда после промежуточного отжига прокатанных латунных изделий в результате травления в растворе серной кислоты поверхность их обогащается медью из-за избирательного удаления цинка. Действие жидких свинца, висмута и их сплавов на хромоникелевые стали вызывает избирательную диффузию никеля в жидкий металл и это часто приводит к переходу аустенитной структуры стали в ферритную [90, 91]. Как указывалось выше (см. гл. 1), возможна и межкристаллитная коррозия из-за большей поверхностной энергии на границе двух зерен твердого металла [92, 93]. [c.301]

Введение в свинцово-висмутовый эвтектический сплав добавок кальция, бария и никеля повышает стойкость стали в жидком металле в 2—3 раза. Замедляют коррозию металлов в висмуте, свинце и их сплавах добавки в жидкий металл в качестве ингибиторов циркония, титана и магния [106, 107]. [c.303]

В жидкометаллических средах коррозия происходит главным образом в результате физических процессов растворения. Различают следующие виды коррозии (4] 1) растворение твердого металла в жидком 2) термический перенос массы 3) изотермический перенос массы 4) межкристаллитное разрушение 5) образование твердых растворов и соединений 6) взаимодействие с примесями в жидком металле. [c.24]

Взаимодействие жидкого металла с конструкционным материалом отлично от процессов коррозии в воде и других неметаллических жидкостях и газах своим механизмом — сложным комплексом таких явлений, как растворимость материала и его компонентов в жидком металле, перенос массы, межкристаллитная коррозия, охрупчивание, адсорбционное понижение прочности, эрозионное разрушение и др. Рассмотрению воздействия жидких металлов на конструкционные материалы посвящен ряд работ [69 и др.]. Здесь дается лишь краткая характеристика этих специфических явлений. [c.47]

Равномерная коррозия протекает у металлов с однородной (гомогенной) поверхностью в однородной жидкой или газообразной среде. Равномерное окисление металла по всей поверхности возможно не только при химической коррозии (в жидких неэлектролитах, сухих газах), но и при электрохимической коррозии. В последнем случае поверхность металла должна быть эквипотенциальной. [c.57]

Известно, что присутствие газов в металле шва вызывает снижение его физико-механических свойств. Влияние газов на снижение свойств металлов проявляется по-разному, в зависимости от рода их связи в металле и возможности выделения их при охлаждении и кристаллизации металла. Значительное содержание растворенных газов в металле является причиной возникновения пузырей, раковин, пор и уменьшения плотности металла, что приводит к снижению его пластичности и прочности. Наличие газов в виде химических соединений, таких как окислы, нитриды и гидриды, также может значительно уменьшить прочность и особенно вязкость металла и вызвать хрупкое разрушение конструкций. Это явление особенно резко сказывается при сварке активных металлов. Окисление металлов, кроме ухудшения механических свойств, понижает их стойкость против коррозии. Окисные включения также могут являться причиной появления газовой пористости, поскольку они сорбируют и удерживают газы в жидком металле. [c.79]

Развившаяся в последние годы технология плазменного напыления сделала возможным получение покрытий из высоко-плавких металлов, окислов и карбидов Плазма (сильно ионизированный газ, чаще всего — аргон, гелий, водород, азот или их смеси) представляет собой химически инертный и очень интенсивный источник тепловой энергии,, необходимой для расплавления материала покрытия. При помощи плазменного напыления, удается получить покрытия с большим сопротивлением истиранию и воздействию агрессивных газов при высокой температуре (газовая коррозия) или жидких металлов. Правильно подобранное и нанесенное покрытие в несколько раз увеличивает срок жизни детали и во многих случаях ведет к экономии дорогих специальных сталей или сплавов. [c.184]

Коррозия в жидкометаллических средах. Протекает обычно в расплавах щелочных металлов (Li, Na, К) и тяжелых металлов (РЬ, Bi, Mg), применяемых в качестве теплоносителей в ядерной энергетике, а в качестве нагревающей среды при термической обработке (свинец). Этот вид коррозии представляет собой сложное явление, в котором участвуют такие процессы, как растворение твердого металла в жидком термический перенос массы межкристаллитное растворение взаимодействие с примесями в жидком металле образование твердых растворов и химических соединений. [c.364]

Понимание факторов, контролирующих растворимость твердых металлов в жидком металле, имеет очевидное значение в определепии и, следовательно, предсказании скорости коррозии твердых тел в жидкости [174]. Удивительно, что в литературе почти отсутствуют эксперимен- [c.72]

Как отдельные виды коррозии следует рассматривать разрушение металлоконструкций в расплавах солей и в жидких металлах. [c.16]

Коррозия в жидких металлах помимо других обычно действующих факторов зависит от скорости движения металла и изменения -температуры в системе. Жидкий металл может удалить один элемент из сплава (нарример, расплавленные висмут и литий удаляют никель из нержавеющей стали) либо проникать по границам зерен (например, ртутное растрескивание отлатуни). Термический перенос металла осуществляется от более нагретых зон в более холодные зоны с пониженной растворимостью растворяющегося металла, Перенос металла возможен также в отсутствие градиента температуры под действием градиента активности. Действительный характер возникающего разъедания зависит от многих факторов, и в этом направлении еще много предстоит сделать. Важными факторами являются взаимная растворимость двух металлов или двух металлов в третьем, наличие загрязняющих вдимесей, образование. интерметаллических соединений, скорости диффузии присутствующих частиц. . [c.202]

Коррозия в жидких металлах помимо обычно действующих факторов зависит от скорости движения металла ишзменения температуры в системе. Жидкий металл может удалить один элемент из расплава. Например, расплавы лития и висмута избирательно растворяют никель [c.547]

В обзор включены работы по коррозии материалов в расплавленных галогенидах, карбонатах, сульфатах, боратах, нитратах и щелочах, так как соединения этого класса можно использовать в качестве компонентов солевого раоплав1а. Литература по коррозии в жидких металлах, шлаках, халькоге-нидах и силикатах не рассматривается, так как это — область металлургии. Также не рассматривается коррозия в расплавленных кристаллогидратах и кислых солях, поскольку они по своим свойствам близки к концентрированным водным растворам при повышенной температуре. [c.172]

Различные виды испытаний были разработаны для того, чтобы изучить коррозию в жидких металлах в динамических условиях. Одним из простейших является испытание в закрытой ампуле, в которую с обоих ее концов помещают по образцу, частично погруженному в жидкий металл или соль [232а]. Температурный градиент поддерживается за счет нагрева только одного конца трубки, при этом ампула слегка колеблется, так что жидкий металл переходит с одного ее конца на другой. После испытаний определяют потери массы, перешедшей в жидкий металл, двух образцов, которые были помещены в разных концах ампулы. Испытания этого типа используют для того, чтобы установить влия- [c.586]

Щелочные угеталлы могут взаимодействовать также с кислородом, растворенным в твердом металле. При этом, если свободная энергия образования окисла твердого металла меньше энергии образования окиси щелочного металла, то щелочные металлы отбирают у твердых металлов растворенный в них кислород. В результате этого щелочной металл может проникать по границам зерен твердого металла и также интенсифицировать межкристаллитную коррозию. Такое явление наблюдается, например, при коррозии ниобия в литии, когда последний проникает по границам зерен и образует там окислы ниобия, причем глубина проникновения лития тем больше, чем выше содержание кислорода в ниобии. Известно также, что свободные от кислорода Nb, Та, Ti, Zr, Mo и W плохо растворяются в щелочных металлах. На механические свойства твердых металлов влияет смачивание их жидким металлом даже в отсутствие коррозионного воздействия, В некоторых случаях достаточно пластичный металл после выдержки в жидком металле становится хрупким. Это явление связывают с адсорбционным влиянием среды. Жидкий металл проникает по линиям дислокаций, образующимся на ранних стадиях деформации.. Адсорбированные жидкие металлы уменьшают энергетический барьер, препятствующий выходу дислокаций на поверхность и разупрочняющий металл. [c.144]

Коррозионная стойкость в жидких металлах часто существенно зависит от метода испытаний. Кроме того, коррозия молибдена и других тугоплавких металлов в жидких металлах, особенно щелочных, значительно ускоряется с увеличением содержания кислорода в жидком металле в результате сложных механизмов взaимoдeй tвия в образующихся системах [90а]. Поэтому для борьбы с коррозией в настоящее время к щелочным металлам предъявляются требования чрезвычайно высокой чистоты по примесям кислорода. [c.145]

Сочетание высокой коррозионной стойкости и удельной прочности в жидких щелочных металлах и их парах делает молибден и его сплавы одним из лучших материалов в автономных энергетических установках для космических аппаратов. В последние годы в этом направлении достигнуты значительные успехи. Например, по данным работ [169а, 186а], турбинные лопатки (см. рис. 1.2) из молибденовых сплавов TZM успешно выдержали длительные испытания в опытных установках, где качестве рабочей среды использовали пары цезия и калия. После испытания в опытной турбине в течение 3000 ч при температуре 750°С и скорости потока 160 м/с потеря массы лопаток составляла всего лишь 0,029%, а максимальная глубина коррозии менее 0,025 мм. Благодаря высокому модулю упругости и высокому пределу текучести, молибденовые сплавы типа TZM являются хорошим материалом для пружин, работающих в жидких металлах при температуре 800—1000° С. Такие пружины, покрытые никелем или дисилицидом молибдена, могут быть использованы также в окислительной среде при высоких температурах. Высокий модуль упругости, отсутствие взаимодействия с жидкими металлами и хорошая теплопроводность сделали молибден и его сплавы одним из лучших материалов для изготовления прессформ и стержней машин для литья под давлением алюминиевых, цинковых и медных сплавов. [c.146]

Скорость коррозии всех марок стали, особенно низколегированных, резко уменьшается при введении в жидкий металл ингибиторов циркония (наиболее эффективный ингибитор), титана, магния и кальция в количестве до 0,05%. Эффективность действия ингибиторов оказывается большей при азотировании поверхности стали. Сплавы на основе никеля непригодны для работы в среде висмута. Эрозионное воздействие висмута сказывается при скоростях 3—4 м1сек и более. [c.297]

В табл. 11.14 приведены результаты испытаний Ст. 1Х18Н9Т в эвтектическом сплаве свинца с висмутом, проведенные в статических условиях Л. И. Цупруном и М. И. Тарытиной [202]. В этой же работе показано, что введение в жидкий металл в качестве ингибиторов кальция, бария н никеля повышает стойкость Ст. 1Х18Н9Т в эвтектике РЬ — В1 в 2—3 раза. Значительно замедляют коррозию материалов в висмуте, свинце и их сплавах и такие ингибиторы, как цирконий, титан и магний [231, 232]. [c.287]

Рекомендуемыми конструкционными материалами для натрия, калия и их сплавов являются аустенитные хромоникелевые стали, устойчивые в них при температурах до 700° С, если содержание кислорода в жидком металле менее 0,005 мас.%, причем наиболее изучены стали 347 и 304 из них первая, например, содержащая 18% хрома, 8% никеля и 1% ниобия, в результате выдержки в течение 350 ч при скорости потока 3,0 uj eK показала скорость коррозии 17-10 мм год и в сплаве калия с 20% натрия в течение 500 ч при 600° С и скорости потока 0,03 uj eK составила 68 10 MMjzod. [c.302]

Благодаря высокой концентрации хрома диффузионный слой обладает хорошей сопротивляемостью коррозии в атмосфере (в том числе в морской), перегретом паре, сернистых газах, органических кислотах (винной, уксусной, лимонной и т. д.), азотной кислоте, щелочах и других средах. Хромированный слой устойчив в жидких металлах (РЬ, Zn, А1). В таких средах, как солянаи и серная кислота, хромированный слой неустойчив. [c.361]

Известен ряд способов получения коррозионностойких сталей с высоким содержанием азота. Разработанный ДМЕЛИ метод твердофазного обезуглероживания и легирования азотом (ТОЛА), наряду с повышенной в 2-3 раза концентрацией азота по сравнению со стандартной растворимостью в жидком металле, обеспечивает содержание углерода 0,010 , что должно положительно влиять на стойкость готовой металлопродукции щютив межкристаллитной коррозии (МКК). [c.42]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...