Железо механизм окисления

Механизм окисления таких сплавов характеризуется следующим образом. В первой стадии окисляется железо с образованием оксидных слоев в той же последовательности, как- это имеет место при окислении чистого железа. Диффундирующий кислород растворяется в сплаве. Из-за преимущественного окисления железа [c.65]

Интенсивность диффузии ионов железа в оксидной пленке -сильно зависит от температуры. На рис, 4.6 показан характер изменения константы скорости окисления железа в водяном паре в координатах Аррениуса. В области температур 570—630 °С происходит качественное изменение характера окисления, что объясняется изменением механизма окисления железа в соответствии с диаграммой равновесия железа в водяном паре. [c.128]

Наружная часть окалины состоит из окиси хрома и никель-хромовой или железохромовой шпинели (рис. 48). Она существенно отличается по составу от окалины, образующейся на сплавах с 3 - 4 % А1 (рис. 39). Все сплавы с 2 - 2,5 % А1 имеют низкий срок службы (табл. 24). Таким образом содержание алюминия очень сильно влияет на механизм окисления и эксплуатационные свойства сплавов. Изменение концентрации хрома и железа в сплаве также влияет на процесс окалинообразования. [c.78]

Изучение процесса окисления железа имеет большое значение для исследования механизма окисления нержавеющих и окалиностойких сталей. [c.644]

Важное значение для техники имеет механизм окисления железа и сплавов на его основе в газах, содержащих кислород. Эти процессы подробно описаны в работах [2—6]. [c.251]

Важное значение для техники имеет механизм окисления железа и сплавов на его основе в газах, содержащих кислород. [c.362]

Исходя из представлений о механизме окисления, разрабатываются составы сплавов, стойких к воздействию кислорода при повышенных температурах. Такие сплавы называются жаростойкими, основой их являются железо, никель медь. Обычно в их состав вводят компоненты, способные давать химически прочные окислы (алюминий, хром, бериллий, кремний). На поверхности жаростойких сплавов возникает защитный слой, состоящий либо из чистого окисла добавленного легирующего компонента, либо из сложного окисла основы и легирующего компонента. Скорость окисления (газовой коррозии) при этом уменьшается в десятки раз в сравнении с окислением чистой основы. [c.112]

Из рассмотрения механизма окисления железа как двухстадийного процесса перехода кислорода через газовую и шлаковую пленку [109] следует, что важное значение имеют как повышение чистоты кислорода, снижающее концентрацию инертных примесей в слое, так и увеличение давления и скорости истечения, уменьшающих толщину пленки. [c.10]

Механизм окисления в данном случае заключается в растворении и диффузии кислорода в хромистый феррит и избирательном окислении хрома как элемента, имеющего более высокое сродство к кислороду, чем железо. Слой внутреннего окисления предшествует фронту образования слоя окалины и с течением времени сливается с ним, способствуя более ускоренному окислению поверхностного слоя металла. [c.118]

Механизм коррозионного воздействия сернистого газа на железо изучен довольно подробно известны три стадии этого процесса адсорбция сернистого газа корродирующим железом, образование сульфата двухвалентного железа, окисление сульфата двухвалентного железа до гидроокиси железа и свободной серной кислоты [c.12]

Продукты сгорания топлива часто содержат заметное количество сернистого ангидрида, частично окисляющегося до серного ангидрида под каталитическим действием окислов железа на поверхности перегревательных и котельных труб. Наличие серного ангидрида в. продуктах сгорания приводит к резкому повышению точки росы. Таким образом, на поверхностях нагрева с невысокими температурами рабочего тела возможна конденсация водяных паров (вернее растворов серной кислоты). Наблюдается наружная коррозия водяных экономайзеров и воздухоподогревателей. Механизм процесса—растворение пленки окислов в кислоте и электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией на поверхности стали. Кроме того, возможен побочный процесс окисления стали упаривающимися растворами серной кислоты с образованием сульфидов железа. Продукты коррозии газообразный водород, сульфаты и сульфиды железа на поверхности углеродистой стали. Баланс процесса [c.583]

Встречается в условиях работы пароперегревателей и паропроводов при взаимодействии углеродистой стали с перегретым паром при температуре 550° С и выше. Механизм процесса—химическая коррозия, процесс окисления железа паром с выделением газообразного водорода и образованием плотного слоя окалины. [c.584]

Сталь — это сплав железа с углеродом, содержание которого не превышает 2,14 %. Кроме того, в ней содержатся постоянные примеси (Мп, Si, S, Р) и в ряде случаев легирующие элементы (Ni, Сг, V, Мо, W и др.). Сырьем для производства стали является передельный чугун, выплавляемый в доменных печах, лом и ферросплавы (см. рис. 10,1). Если сравнить содержание основных примесей в чугуне и стали, можно сделать вывод, что сталь отличается от чугуна только их количеством в чугуне содержание углерода, кремния, марганца, серы и фосфора выше, чем в стали. Поэтому основная задача передела чугуна в сталь состоит в удалении части этих примесей с помощью окислительных процессов. Механизм этого окисления не зависит от типа сталеплавильной печи. Наиболее часто для этой цели используют мартеновский, кислородно-конвертерный и электродуговой способы. [c.176]

Подробное изучение механизма высокотемпературного окисления железа позволило установить следующее. [c.645]

Дальнейшее окисление железа после образования комплекса может, в зависимости от природы металла и среды, протекать как по простому механизму, так и по сложному — с участием компонентов раствора и металла [c.14]

Как видно, предлагаемый авторами механизм пассивации сводится к окислению нитрит-ионами гидрата окиси железа и осаждению его на поверхности железа. Осаждение коллоидных мицелл гидроокиси может наступить в присутствии нитрит-ионов, по мнению авторов, уже при pH = 6,2 6,4. Поскольку ионы аммония, как было выше показано, не обнаруживаются в электролите, авторы высказывают предположение, что в аэрируемом электролите ионы аммония окисляются кислородом с регенерацией нитрит-ионов по уравнению [c.179]

Металлические покрытия часто наносятся для повышения коррозионной стойкости металла подложки. Ниже будет описано несколько механизмов, с помощью которых это достигается. Покрытия наносятся также для некоторых других целей а) повышения стойкости к износу (хромирование) б) для устойчивого пониженного электрического сопротивления контактов (предпочтительно-золочение, часто серебрение) в) высокой постоянной отражательной способности (хромирование) г) стойкости к окислению (покрытие алюминием по железу). [c.150]

Медь в ряду окисления расположена после железа и в процессе выплавки не окисляется. При образовании на металле поверхностной окисной пленки, например при образовании окалины на горячекатаной стали, медь частично диффундирует на поверхность раздела, обогащая ее и тем самым увеличивая устойчивость против дальнейшего окисления на воздухе. Менее ясен механизм [c.112]

Для окисления пирита и арсенопирита наиболее пригодны тионовые железобактерии (Thioba illus ferrooxidans), способные окислять сульфиды, сульфат закиси железа, элементарную серу, тиосульфат и другие ненасыщенные соединения серы. Механизм окисления сульфидов при бактериальном выщелачивании сложен. Считают, что участие тионовых железобактерий в окислении сульфидов может быть прямым и косвенным. В первом случае, бактерии, закрепляясь на поверхности сульфида, [c.283]

Новейшие работы по исследованию механизма окисления металлов потребовали применения материалов наибольшей возможной чистоты, чтобы устранить маскирующее влияние примесей. Основная часть такого рода работ относится, естественно, к окислению железа. В экспериментах Бенара и Бардолля [14, 15] было показано, что окисление начинается с образования зароды- [c.462]

Иногда применяют колошниковую пыль, содержахдую в основном окись железа и в подчиненном количестве закись железа. Более высокое содержание FeO имеет часто применяемая на динасовых заводах железная окалина, собираемая в прокатных цехах. Она богата закисью железа и почти не содержит примесей, а благодаря хрупкости легко измельчается. Высокое содержание в окалине FeO связано с диффузионным механизмом окисления железа [146]. Железосодержащие добавки необходимо вводить в динасовую массу обязательно в дисперсном состояний, в основном в виде фракций мельче 0,088 мм. В противном случае равномерное распределение в массе малого объемного количества добавок (вследствие высокого удельною веса) весьма затруднено, а крупные зерна приводят к образованию при обжиге темных пятен и даже железистых выплавок на динасе. [c.76]

Чтобы понять механизм окисления, приходится изучать и по мере возможности предугадывать окислительные характеристики окисных слоев для всевозможных сочетаний металл — газ. Необходимо знать состав и структуру устойчивых соединений, образующихся при таком сочетании. Так как энергетическое состояние на поверхности раздела, равно как и на всякой поверхности вообще, отлично от энергетического состояния в толще материала, на подходящей поверхности могут образовываться металлические соединения, в обычных условиях неустойчивые в толще материала. Так, никель образует только один устойчивый окисел, а именно закись никеля N 6, но на поверхности окиси алюминия АЬОз возможно образование в значительном количестве и полуторной окиси никеля N 203 то же самое относится и к образованию двуокиси никеля N 02 на поверхности ТЮ2 [1]. В таких случаях структура образующихся окислов никеля псев доморфна структуре поверхности, на которой они образуются. Закись никеля N 0, которая, как известно, в нормальных условиях кристаллизуется только в решетке каменной соли, при образовании в виде слоя на поверхности никеля может приобрести ромбоэдрическую структуру [2]. Еще об одном экспериментальном факте, который можно увязать с влиянием поверхностной энергии, сообщает Гульбрансен [3]. Вюстит РеО, обычно неустойчивый при температурах ниже 570° С, образуется при окислении железа при этих температурах в виде тонкой пленки под окалиной, состоящей из окиси железа РегОз. Чем ниже температура образования такой пленки вюстита, тем меньше ее толщина, хотя пленку удавалось обнаруживать даже при 400° С. По уравнению [c.12]

Из всего изложенного вытекает упрощенная картина механизма окисления железа при температурах выше 600° С, представленная на рис. 53 см. также статью Энгелла [442]). O j-нако нельзя пренебрегать полностью диффузией кислорода в FeO и Рез04. После длительного окисления (21 ч) прн температуре 1000° С Энгелл и Вефер [393] обнаружили платиновые индикаторы, глубоко внедрившиеся в слой вюстита. Коэффициенты диффузии ионов Ре2+ в РеО, вычисленные по величине концентрационных градиентов и скоростей окисления, оказались [c.161]

Доводы Бирченолла объясняют благотворное влияние образования шпинели при сравнении окисления железа с окислением его спл ава с хромом, но они не раскрывают, например, чему обязано это влияние — образованию шпинели FeO СггОз или же самой окиси хрома СггОз. Для этого необходимо рассмотреть механизм образования дефектов и скорости диффузии в шпинелях. Поскольку подвижность катионов в шпинелях зависит от состава [491], нам следует остановиться на необходимости регулировать в опытах по определению величины скоростей диффузии отношение числа ионов кислорода к числу ионов железа [441], а этого до оих пор не делалось. Таким образом, неясно, в какой степени сопоставимы данные о скоростях диффузии в различных щпипелях, [c.189]

Классическая работа Пфейла [116] по выяснению механизма окисления железа и его сплавов в значительной мере опиралась на данные металлографического и химического анализов. В результате -микроскопического исследования поперечного сечения окалины на железных образцах, покрытых окислом хрома в ка-15 [c.227]

По мнению этих авторов, пассивирующим является нестехиометрическин окисел, толщина и поверхностная окисленность которого плавно меняются с потенциалом и свойствами которого определяется торможение анодного выхода катионов в раствор. Таким образом, механизм растворения пассивной пленки на железе (двухкомпонентной ее решетки) является, по мнению упомянутых выше авторов, электрохимическим [c.308]

В механизме окислительного изнашивания важную роль играют строение окисных пленок и их механические свойства. Строение и свойства пленок окислов в значительной степени зависят от их толщины. Тонкие сплошные пленки (1-10) 10 м, как правило, образуются при невысоких и умеренных температурах. Однослойная окалина (окисная пленка) образуется только на чистых металлах с постоянной валентностью, например на алюминии и никеле. Металлы с переменной валентностью (железо, медь, кобальт, марганец), имеющие различные степени окисления, могут давать многослойнук окалину - несколько окисных фаз, отвечающих различным степеням окисления. Порядок расположения слоев от внешней к внутренней поверхности будет соответствовать убыванию содержания кислорода в каждой окисной фазе. Однако эти же металлы в определенных условиях окисления могут образовывать практически однофазные слои, отвечающие одной степени окисления. Более сложная картина наблюдается при окислении сплавов. Металлы, входящие в состав сплавов, обладают различным сродством к кислороду. Это обстоятельство и разная скорость диффузии металлов в пленке окислов обусловливают более или менее сильную сегрегацию атомов металла в окисной пленке. В сложных сплавах при окислении происходит обогащение или обеднение пленки окислов элементами, входящими в сплавы. При этом степень обогащения ИЛИ обеднення зависит от сродства металла к кислороду и от скорости диффузии металла в слое окисла. [c.131]

Механизмы защитного действия оксидных пленок, образующихся на металлических покрытиях и на жаростойких сплавах, аналогичны, поэтому при выборе состава жаростойких покрытий можно учитывать достаточно подробно разработанные принципы легирования стали. Для повышения окалиностойкости в сталь добавляют легирующие элементы, обладающие большим сродством к кислороду, чем железо. Такими элементами чаще всего являются хром, алюминий, кремний, которые образуют на поверхности при нагреве тонкую, плотную п.ленку окислов, надежно защищающую металл от дальнейшего окисления. Жаростойкость практически не зависит от структуры металла, а определяется химическим составом. Увеличение процентного содержания хрома, алюминия или кремния, образующих плотные окислы СгзОд, А12О3, 8102, обусловливает повышение жаростойкости и уровня рабочих температур. Лучшие результаты обычно получают при комбинированном легировании алю- [c.125]

Нитрит натрия. Как уже отмечалось, самый простой, доступный и весьма эффективный ингибитор для защиты стали в воде — нитрит натрия. Механизм его действия состоит в торможении анодного процесса, а эффективная защита может быть достигнута только тогда, когда анодный процесс подавлен полностью. Замедление анодного процесса происходит за счет пассивации железа оксидной пленкой FejOg, образовавшейся на поверхности стали при окислении нитритом. При малых концентрациях нитрита натрия в водном растворе большая часть поверхности экранируется и скорость анодного процесса на открытых участках увеличивается, так как облегчается процесс восстановления кислорода. [c.82]

Систематическое изучение образования слоев магнетита на железе в горячей воде (температура свыше 250°С) началось только в последние годы. До этого преобладало мнение, что механизм образования окисных слоев в паре и воде, а также их свойства практически одинаковы. Установлено, что сходством является только химическая природа конечных продуктов, но не их строение. Потер [Л. 13] установил, что в воде на стали всегда образуются два слоя магнетита, по своей структуре существенно отличающиеся друг от друга. Непосредственно на металле находится тонкий, прочно сцепленный с ним сплошной слой РезО , обеспечивающий защиту металла. Над ним находится рыхлый слой относительно крутнозернистого магнетита, который, очевидно, не в состоянии выполнять функции защитного слоя. Окисленное железо распределяется примерно поровну на внутреннем и наружном слоях, при этом внутренний слой практически не должен иметь механических напряжений. Более поздние исследования подтвердили эти наблюдения. На основе их была предложена следующая зависимость роста пленок от времени контакта железа со средой [c.30]

На основании исследований, проведенных А. И. Макси.мовым [Л. 22], было установлено, что взаимодействие пятиокиси ванадия с железом начинается с 515—525°С, а взаимодействие трехокиси железа с пятиокисью ванадия с образованней ванадата жс.теза — с 550°С. Низшие окислы ванадия V2O3 и V2O4 в среде воздуха начинают медленно окисляться при температуре 4Б0°С. Процесс окисления значительно ускоряется при температуре 600°С. В конечном итоге механизм ванадиевой коррозии можно представить следующими основными реакциями [c.52]

Для изучения механизма ванадиевой коррозии и для определения основных причин, вызывающих высокую скорость окисления была проведена большая и кропотливая работа А. И. Максимовым Л. 117], в которой он ставил целью экспериментально установить, происходят ли указанные реакции и с какого уровня температур они 1начинаются. В результате проведенных исследований было установлено, что взаимодействие пятиокиси ванадия с железом начинается с 515—525° С, а взаимодействие трехокиси железа с пятиокисью ванадия с образованием ванадата железа —с 550° С. Низшие окислы ванадия (V2O3 и V2O4) в среде воздуха начинают медленно окисляться при температуре 450° С. Процесс окисления значительно ускоряется при температуре 600° С. Таким образом, в условиях ванадиевой коррозии отмеченные выше реакции действительно протекают, но температурный уровень начала активного взаимодействия находится ниже уровня температур резкого повышения скорости окисления, характерного для [c.323]

Хорошо исследованы композиции оксид алюминия - хром. Исходные порошки оксида алюминия или твердого раствора Al Oj- rgOg, содержащего до 10% r Oj, и хрома с размером частиц < 40 мкм смешивают в сухом виде либо при увлажнении. Для получения заготовок из смеси порошков применяют шликерное формование, прессование в стальных пресс-формах при давлении 70 - 85 МПа без пластификатора, гидростатическое формование при давлении до 700 МПа или горячее прессование. Спекают заготовки в атмосфере высокочистого водорода (точка росы не хуже -60 °С) с добавкой небольшого количества паров воды для регулируемого окисления хрома. Образующийся оксид хрома вовлекается в механизм связывания - прочно сцепляется с хромом и образует твердый раствор с оксидом алюминия. Температура спекания составляет 1450-1500 °С. В качестве металлической составляющей часто также используют никель, кобальт, железо и сплавы, например хромомолибденовый. [c.187]

Данных о механизме наводороживания алюминия при взаимодействии с водой немного. Образующиеся при нагреве образцов пленки окислов защищают поверхность алюминия от непосредственного воздействия воды. Поскольку глинозем не взаимодействует с водой и водородом [2351, предварительное окисление должно препятствовать насыщению алюминия водородом. Возможно, что защитная роль глинозема невелика, особенно при нагревах до невысоких температур. Например, во время нагревов до Тд < 500—600° С окисление происходит по параболическому закону и образуются аморфные окислы [135]. При нагревах до более высокой температуры возникают кристаллические окислы у — AljOg [2661 и кинетика окисления меняется. Кристаллические окислы, по-видимому, лучше защищают алюминий от взаимодействия с водой. Если указанное различие защитной роли окислов действительно имеет место, то экстремальный характер зависимости коэффициента роста от верхней температуры цикла находит простое объяснение. По данным работы [168], при введении меди, железа и марганца образуются кристаллические окислы алюминия, и с этим может быть связано влияние примесей на ростоустойчивость сплавов при термоциклировании. [c.164]

Таким образом, адсорбированные нитрит-ионы как бы катализируют реакцию окисления двухвалентного железа до трехвалентного кислородом, а сами регенерируются. Экспериментальные данные не позволяют пока с полной уверенностью выбрать ка-кой-либо из предлагаемых механизмов пассивации, но мы скло- [c.179]

Существует большое число различных теорий для объяснения пассивного состояния металлов. Наиболее обоснованны и общепризнанны в настоящее время теории, объясняющие пассивное состояние на основе пленочного или адсорбционного механизма торможения анодного процесса растворения металла. Суждение М. Фарадея о механизме пассивности было сформулировано более 100 лет назад так [6] ...поверхность пассивного железа окислена или находится в таком отношении к кислороду электролита, которое эквивалентно окислению . Это определение не противоречит ни пленочному, ни адсорбционному механизму пассивности. Пленочный механизм пассивности металлов у нас последовательно развивался в работах В. А. Кистяковского [7], Н. А. Иагары-шева [8], Г. В. Акимова [9] и его школы [1, 5, 10—12], П. Д. Данкова [13], А. М. Сухотина [14] и др. за рубежом — в работах Ю. Эванса [15]. В последние годы пленочный механизм пассивности особенно был развит школой К. Бонхоффера (У. Франк, К. Феттер) [16—24] и другими исследователями [25—31]. Состояние повышенной коррозионной устойчивости объясняется ими возникновением на металле защитной пленки продуктов взаимодействия внешней среды с металлом. Обычно такая пленка очень топка и невидима. Чаще всего она представляет собой какое-то кислородное соединение металла. Таким образом, при установлении пассивного состояния физико-химические свойства металла по отношению к коррозионной среде заменяются в значительной степени свойствами этой защитной пленки. [c.15]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...