Сплавы образование окалины

Из проведенного обсуждения следует, что величина остаточных напряжений, индуцированных термически или вызванных ростом оксида, может быть порядка напряжения пластического течения материала при соответствующей температуре, а тип напряжения определяется приближенными соотношениями (14) —(17), Эти напряжения накладываются на любые внешние приложенные напряжения, что следует учитывать при рассмотрении влияния окисления или образования окалин на механические свойства сплавов (если, конечно, оксидные пленки прочно связаны с подложками) [134]. [c.30]

Продолжительность очистки зависит от температуры образования окалины. Сплав ВТ-1, окисленный при 700° С, очищается за 10 мин при 800° С — за 30 мин. Потеря металла — 5—6 г/м для окисленных при 700° С и 13—19 г/м — для окисленных при 800° С. Применим для сплавов ВГ-1, СТ-4, ВТ-6 и др. [c.188]

Жаропрочные и жаростойкие сплавы получают на основе системы никель - хром с легирующими добавками вольфрама, молибдена, титана, алюминия. Они стойки к образованию окалины на поверхности в газовых средах при нагреве свыше 500 °С. Повышенная длительная прочность, высокое сопротивление ползучести и усталости достигаются за счет введения в сплавы [c.464]

В большинстве случаев к материалам для работы при высоких температурах предъявляются одновременно требования как жаропрочности, так и жаростойкости (окалиностойкости). Жаропрочными называются стали или сплавы, сохраняющие достаточную, прочность при высоких температурах. Жаростойкими или окалиностойкими называются стали или сплавы, обладающие стойкостью против образования окалины (газовой коррозии) при высоких температурах в атмосфере воздуха, продуктов сгорания топлива и т. д.. [c.392]

Время нагрева определяют исходя из двух противоречивых требований. С одной стороны, с целью уменьшения образования окалины и повышения производительности необходимо сократить время нагрева, увеличив его скорость, с другой (во избежание образования трещин) — уменьшить скорость нагрева и увеличить его продолжительность. Последнее особенно важно для заготовок большого сечения из высоколегированных сплавов. Заготовки из углеродистых сталей сечением до 100 мм допускают высокую скорость нагрева и их можно загружать холодными в печь, имеющую температуру 1300 °С. [c.291]

Окисление сплавов железа, особенно сплавов железо—углерод (стали и чугуны), протекает несколько иначе, чем окисление чистого железа. В этом случае образованию окалины сопутствует процесс обезуглероживания, интенсивность которого с ростом температуры возрастает. [c.72]

Образование окалины с надежными защитными свойствами требует времени. При этом нижележащий сплав может быть обеднен обеспечивающим защитные свойства растворенным элементом, если последний окисляется быстрее, чем подводится путем диффузии из объема сплава. Растрескивание окалины в течение такого периода обеднения вызовет повышенную скорость окисления нижележащего обедненного слоя сплава. Вследствие одновременного протекания ряда процессов с разными скоростями результирующее поведение при окислении может быть очень сложным. [c.47]

Температуру нагрева заготовок из труднодеформируемых сталей и сплавов под обл<атие назначают по сравнению с принятой ковочной ниже на 100—150 °С. При нагреве полых заготовок следует исключать возможность образования окалины на внутренней поверхности, так как это приводит к снижению качества поверхности оправки. [c.361]

Вредные последствия окисления при нагреве металла не ограничиваются образованием окалины. Одновременно с этим процессом происходит обеднение сплавов легирующими элементами. В результате изменяется химический состав поверхностных слоев сплавов, снижаются их механические и коррозионные свойства. При нагреве титановых сплавов может иметь место растворение в их поверхностных слоях кислорода, азота, водорода. Поверхность титановых сплавов становится хрупкой, склонной к образованию трещин при ковке, штамповке, прокатке. [c.5]

Рис. 3.33. Образование окалины на меди и медных сплавах.

Рис. 9.6. Образование окалины на 14-каратных сплавах Аи—Ад—Си при 750° С в чистом кислороде [16].

Необходимость изыскания сред для защиты от окисления при термической обработке металлов и сплавов вызвана повышением требований к чистоте поверхности, стремлением интенсифицировать процессы обработки, уменьшить безвозвратные потери металла и получить полуфабрикаты и изделия повышенного качества. Нагрев без образования окалины может быть осуществлен в восстановительных и инертных газовых средах, а также в вакууме. [c.54]

В последнее, время все более широкое распространение получают электрические нагревательные устройства, которые разделяются на печи сопротивления, печи контактного нагрева и индукционные нагреватели. Наиболее Прогрессивен нагрев заготовок в индукционных нагревателях, обеспечивающих высокую скорость нагрева, вследствие чего уменьшается образование окалины на поверхности заготовок. Для питания индукционных нагревателей могут применяться токи промышленной (низкой) частоты 50 Гц, повышенной частоты 500...8000 Гц и высокой частоты 10 000 Гц и выше. Токи промышленной частоты, вследствие малой эффективности, почти не применяют. Токи высокой частоты используют для нагрева специальных сплавов и некоторых цветных металлов. Для нагрева стальных заготовок почти всегда используют токи повышенной частоты. [c.155]

Образующийся при отжиге сплав Ре — А1 предохраняет изделие от образования окалины при температурах до 950° С. [c.65]

Муфельные печи имеют муфель, герметически закрывающийся ящик, который загружают металлом, а нагревание осуществляется без доступа воздуха и газов. Такой способ нагрева применяется для нагрева специальных сплавов без образования окалины. [c.206]

В зависимости от химического состава и структуры коррозионностойкие стали и сплавы могут обладать и другими полезными для практики свойствами. Так, стали, содержащие 12% Сг и более, а также некоторые другие легирующие элементы (кремний, алюминий и др.) отличаются повышенной жаростойкостью, т. е. сопротивлением образованию окалины, или и повышенной жаропрочностью (главным образом, аустенитные стали и сплавы). Кроме того, аустенитные стали, у которых ударная вязкость мало снижается вплоть до очень низких температур, можно использовать в криогенной технике, а также в качестве немагнитных коррозионностойких материалов. [c.7]

Химической коррозией называется разрушение металлов и сплавов, протекающее в сухих газах при повышенных температурах (газовая коррозия) и в неэлектролитах (масле, бензине, смоле и др.). При этом на поверхности металла образуется пленка окислов различной прочности. У некоторых металлов (например, у алюминия) эти пленки очень прочны и защищают металл от дальнейшего его разрушения. Пленки окислов железа очень непрочные, поэтому металл под ними ржавеет. Примером газовой коррозии является окисление стали при нагревании ее в термических печах с образованием окалины и обезуглероживание поверхностного слоя. [c.49]

От стали и сплавов с особыми физическими и химическими свойствами может требоваться одно или несколько из следующих свойств 1) сопротивление коррозии и действию кислот 2) жаро- или теплоустойчивость (сопротивление ползучести) 3) окалиностойкость, жаростойкость (стойкость против образования окалины при высоких температурах) 4) особые тепловые, магнитные, электрические и другие физические свойства 5) износостойкость. [c.352]

Муфельные печи имеют герметически закрывающийся ящик, называемый муфелем, который загружают металлом нагревание его осуществляется без доступа воздуха и газов. Такой способ нагрева применяют как для стали, так и для специальных сплавов в целях исключения образования окалины. [c.212]

В диапазоне температур 260—1025 °С пленка UaO покрыта сверху пленкой СиО. При температурах свыше 400—500 °С закон окисления меняется с логарифмического на параболический. При температуре более 1025 °С на воздухе образуется только UjO. Скорость окисления меди несколько выше, чем у железа, и значительно превышает скорость окисления никеля или термостойких Сг — Ni-сплавов. В этом легко убедиться, взглянув на температуры [44], ниже которых потери на образование окалины на воздухе не превышают 2—4 г/(м -ч) [c.202]

Никель-хромовые сплавы подвержены науглероживанию. В работе ( 68] отмечается, что сплавы типа Х20Х80 науглероживаются уже при 950°С с образованием карбидов хрома, преимущественно по границам зерен. При выдержке содержание хрома в сплаве может снизиться до 10 - 12 %, а на поверхности сплава, под окалиной, содержание хрома падает еще ниже. В экзотермической атмосфере при температурах выше 900°С на никель-хромовых сплавах развивается межкристаллитное окисление с образованием окисла хрома по границам зерен, приводящее к быстрому разрушению металла. Это явление, получившее название зеленая гниль , делает нихромы непригодными для эксплуатации в атмосфере экзогаза. Более устойчив в этих условиях ферронихром марки Х15Н60-Н. Стойкость нихромов в углеродсодержащих атмосферах зависит от легирования. По данным Ф.Сибли легирование кремнием, железом, кобальтом, марганцем и ниобием заметно повышает срок [c.110]

У очень многих никелевых суперсплавов, а в общем-то и многих суперсплавов на основе Со и на основе Ni, стойкость к окислению обеспе швают посредством образования окалины из СГ2О3. Поэтому сейчас мы рассмотрим окисление двойных сплавов с хромом. По особенностям окисления никель—хромовые сплавы можно подразделить на 3 группы [8]. Группа I— разбавленные сплавы (<10% Сг). Картина их окисления подобна представленной на рис. 11.3,а — наружная окалина образована соединением NiO, а внутреннее окисление приводит к образованию выделений fjOj. В этой [c.13]

Исходя из одних только термодинамических предпосылок образования окалины, состоящей исключительно из Al Oj, следует ожидать при весьма низких содержаниях А1, например 10" % (ат.) [29]. В действительности кинетика процесса лимитирована существованием противодействующих диффузионных потоков в сплаве, а именно, кислорода вовнутрь и алюминия изнутри. Эти потоки приводят соответственно к незащитному внутреннему либо защитному поверхностному окислению. Аналогично окислению в системе Ni—Сг окалина из чистого AI2O3 может формироваться (вместо внутреннего окисления, приводящего к образованию дискретных выделений AI2O3), если А1 хватает для образования оксидных частиц в таком количестве (критической молярной доле), чтобы эти 18 [c.18]

Сплавы на основе Ni( o,Fe), содержащие обе противоокисли-тельные добавки Сг и Al, выигрывают из-за существенного синергического влияния этих элементов, приносящего громадные технологические выгоды. Так, добавки Сг около 10% (по массе) могут вызвать образование окалины AI2O3 на сплавах, содержащих всего лишь 5% (по массе) А1 (в отличие от >17 % Al у двойных сплавов ). Эта особенность позволила разработать более пластичные и устойчивые диффузионные покрытия M rAl, а также составы матриц для сплавов, упрочняемых дисперсными оксидными выделениями. [c.20]

Влияние легирующих добавок на кинетику роста окалины, ее морфологию и прочность сцепления с подложкой. Окисление сплавов без легирующих добавок приводит к образованию пленок AljOj, которые очень слабо сцеплены с подложкой и отслаиваются от нее точно по поверхности раздела оксид-металл. Добавки 0,01-0,1% (по массе) элементов, активно реагирующих с кислородом или редкоземельных, включая (но не только) S , Y, Zr, La, Hf, Се, Yb и Th, приводят к образованию окалин, которые связаны с подложкой весьма прочно. В обобщенном виде зависимость изотермического и термоциклического окисления в системах СоСгА1 + Y,Hf и Ni rAI + Zr от количества легирующей добавки представлена схематически на рис. 11.12. [c.26]

В производственных условиях чаще всего сталкиваются с окислением металлов, в случае сплавов на основе железа — с образованием окалины. Защитные свойства металлов от окисления обусловлены образованием сплошных оксидных пленок на их поверхности. Для обеспечения сплошности пленок необходимо, чтобы объем оксида Fok был больше объема металла Г ег, из которого он образовался Fok / F er > 1. В противном случаб получастся прерьшистая пленка, не способная эффективно за-шщ ить металл от коррозии. Такая пленка характерна для магния (FoK / = 0,79), что затрудняет запщту сплавов на его основе от коррозии. [c.489]

Некоторые заводы применяют стеклометаллическое покрытие на основе силиката натрия (жидкое стекло) и тонкодисперсного порошка металлического алюминия. Это покрытие наносят на штамповочные заготовки кистью или окунанием с целью защиты их поверхности от образования окалины. По данным исследований, при нагреве титановых сплавов с покрытием из смеси жидкого стекла с алюминиевым порошком образование окалины на заготовках замедляется. Однако газонасыщение титана не снижается по сравнению с нагревом без покрытия. На поверхности титана нередко наблюдаются коррозионные повреждения. Жидкое стекло без металлического порошка алюминия не обеспечивает стабильной защиты титана. На поверхности заготовок образуются раковины, а газонасыщение титана даже больше, чем при нагреве без покрытия. [c.42]

Процесс взаимодействия расплавленного эмалевого покрытия с коррозионностойкими, легированными сталями, сплавами на основе никеля, титана, ниобия, хрома осложняется сильным влиянием продуктов взаимодействия на свойства покрытий. Имеют значение природа сплава, механизм его окисления и характер образующихся продуктов реакций, растворение в кристаллической решетке сплавов элементов внедрения, а также изменение состава и свойств покрытий в результате растворения в них продуктов реакций, протекающих на границе раздела фаз. Например, при нагреве до 1100° С заготовок из обычных углеродистых сталей в ванне расплавленного щелочного стекла, обеспечивается получение металла со светлой неокисленной поверхностью, тогда как обеспечить защиту этих сталей силикатными покрытиями идентичного с расплавами химического состава часто не удается. При высоких температурах многие составы силикатных покрытий защищают титан от образования окалины. Однако глубина газонасыщенного слоя титана может превышать 0,1—0,5 мм. [c.126]

Алюминий резко снижает скорость окисления. Добавка 1% А1 приводит к снижению скорости окисления на 40 7о- Алюминиевая бронза (с 8%А1) не обнаруживает каких-либо изменений при 800° С. Бериллий действует аналогично алюминию, но сильнее добавка 2,4% Ве позволяет получить практически жаростойкий сплав (рис. 3.33, 6). В отношении образования окалины латунный сплав с 20% 2п примерно соответствует бронзе с 1% Ве 1% бериллие-вой. Латунь с 40% 2п несколько менее стойка. Окалина состоит исключительно из окиси цинка. [c.273]

Большое значение имеет процесс термической обработки металлизационных покрытий, позволяющий значительно повысить прочность сцепления и снизить пористость. Недостатком процесса является то, что изделие подвергают сильному тепловому воздействию, вследствие чего теряется существенное достоинство металлизации, при которой изделие не подвергается значительному термическому воздействию. Однако термическая обработка применяется часто. Для защиты железного изделия от образования окалины на него напыляют алюминий, толщина слоя которого 0,2—0,3 мм. Затем металлизационный слой покрывают натриевым жидким стеклом. После того, как стекло высохнет, изделие отжигают при температуре 600—1000°, продолжительность отжига до 5 час. Еще более благоприятным является отжиг без доступа воздуха в среде восстановительных газов (водорода, азота и др.). Во всяком случае при отжиге должно быть применено средство, предохраняющее от окисления. Этот процесс, называемый металлизационным алитированием, является диффузионным процессом. Алюминий, диффундируя в сталь, образует с железом сплав, который, по мере проникновения алюминия вглубь, переходит в слой твердого раствора-Л1— Fe. При таком диффузионном отжиге, который проводится при температуре 850° С с применением восстановительного газа (водорода) в течение трех часов, образуется зона диффузии толщиной (глубиной) 0,1 мм. Если при термической обработке не применяется защитное покрытие или удаление воздуха, то при тепловом воздействии металлизационный слой отслаивается. Можно покрывать холодное изделие тонким слоем алюминия, который должен защищать лишь от окисления, затем изделие нагревают до 800° С и при такой температуре производят окончательную металлизацию алюминием. Чугун может быть успешно алитирован лишь в том случае, если он содержит мало серы и имеет лишь мелкографитные включения. [c.73]

Кремний. Кремний в стали подобно хрому действует как ферритообразующий элемент, сильно ограничивая у-область. При введении в железо 1,8% 51 наступает полное ограничение у-области. Сплавы при нагреве и охлаждении ведут себя, как ферритные, не-имея превращений у При наличии в стали хрома и кремния необходимо учитывать суммарное их действие. Так, хром- и кремний, введенные в сталь или железо, вызывают ограничение у-облг-сти при меньшем содержании каждого из них, причем это действие непропорционально их концентрации, так как кремний, как фер-ритизатор, в 2—4 раза сильнее хрома. Кремний уменьшает чувствительность сталей типа 18-8 к межкристаллитной коррозии, а также повышает стойкость стали против окисления при высоких температурах. Так, например, хромоникелевые стали с содержанием 2—3% 51 обладают высокой стойкостью к образованию окалины, т. е. являются жароупорными. Однако с увеличением содержания кремния в стали процесс кислородной резки затрудняется. [c.26]

В печах сопротивления нагрев металла происходит медленно, так как в них передача тепла осуществляется излучением от раскаленных электрическим током нагревателей и стенок рабочей камеры печи. Поэтому печи сопротивления применяют для нагрева заготовок из цветных сплавов и очень редко для нагрева стальных заготовок небольшого сечения в массовом производстве с применением защитного газового слоя на поде печи (во избежание образования окалины на поверхности поковки). [c.47]

Результаты, полученные различными авторами [265] при исследовании скорости окисления меди, хорошо согласуются между собой, поскольку для таких опытов обычно пользуются медью довольно высокой степени чистоты. Добавки около 0,4% Аз, вводимые для упрочнения меди, несколько уменьшают скорость образования окалины также влияют и небольшие добавки фосфора [523] в условиях некоторых газовых атмосфер [524]. Однако наиболее важное воздействие фосфора заключается в понижении прочности сцепления пленки окислов. меди с сами.м металлом, что имеет большое значение при обработке этого металла и сплавов на его основе. Окалина, образо1вавшаяся при высокой те.мпературе на бескислородной холоднокатаной мышьяковистой меди, очень просто сцепляется с металлом, в то время как окалина на фосфористой меди была связана с основой гораздо слабее [525—527]. Как показал Тайлкот [525], 0тот факт объясняется [c.203]

После снятия окалины образец высушивали и взвешивали, а затем определяли количество металла, перешедшего в окалину. Указанному методу присущи следующие основные недостатки он трудоемок п не позволяет следить за ходом образования окалины на образце, а полное отделение окалины без повреждения нижележащего металла почти невозможно. Полнота отделения окалины от металла, обеспечивающая получение количественных результатов, зависит от природы сплава. Если образуется промежуточный слой, окалины, срощенный с металлом, то результаты, полученные определением разности весов, сомнительны. Этот метод можно считать оправданным, если окалину после отделения подвергают химическому анализу. Кроме того, бывают и такие случаи, когда трудно воспользоваться каким-либо иным методом, например окисление в среде расплавленных окислов, воздействие окиси свинца, скажем, при изготовлении сплавов для свечей зажигания. [c.237]

Остин [506] определял изменение веса кобальтникелевых сплавов с 2,5% Т1 и от 8% до 16% Рес добавкой разных количеств хрома, алюминия, молибдена, вольфрама, ванадия или кремния (по методу измерения убыли веса образцов весовым методом за 400 ч в ходе окисления при 800—1100° С в атмосфере воздуха, уделяя особое внимание сцеплению окаляны с основой. Лучшими оказались сплавы, содержавшие хром, особенно два сплава следующего состава 1) 46% N1, 25% Со, 7.5% Ре, 2,5% Т1. 20% Сг, 2,5% А1 2) 23% N1, 47% Со, 7,5% Ре, 2,5% Т1 и 2,5% А1. Какого-либо определенного вывода о влиянии одного кобальта из результатов этих измерений сделать нельзя. При более ВЫС01КИХ температурах все сплавы, содержавшие вольфрам, равно как и сплавы, близкие по составу к сплаву конал (73% N1, 17% Со, 7,5% Ре и 2,5% Т1), покрывались чешуйчатой окалиной, которая легко отделялась от основы. Присадка ферротитана в большом количестве сопровождалась образованием окалины, которая отслаивалась при охлаждении и хранении образцов. На сплавах с содержанием 2% V окалина оплавлялась. [c.343]

Прокатная окалина (mill s ale) — окисный слой на металлах или сплавах, образованный при прокатке, горячей деформации, сварке или термической обработке, особенно в случае железа и стали. [c.24]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...