Легирующий фактор окисления

Легирующий фактор окисления 285 [c.426]

В сплавах с очень малым содержанием менее благородного легирующего элемента образование зародышей соответствующего более устойчивого оксида может быть подавлено окислением основного компонента и эти зародыши останутся в форме дискретных частиц, внедренных в окалину [75]. В подобных сплавах может происходить также внутреннее окисление менее благородного элемента, пока и поскольку концентрация растворенного компонента ниже критической величины [76]. Дополнительными факторами, способствующими этому внутреннему окислению, являются также малые коэффициенты диффузии растворенного компонента в сплаве и высокие парциальные давления кислорода в газовой фазе [76]. Однако в случае газовых смесей с очень низкой активностью кислорода неспособность сплава образовать защитную окалину с хорошей адгезией часто также приводит к внутреннему окислению [36—38]. При этом размеры, форма и распределение частиц внутреннего оксида зависят от сплава и конкретных условий, хотя, как правило, более устойчивым внутренним оксидам соответствуют частицы меньших размеров и все частицы стремятся сконцентрироваться на границах зерен [77, 78]. [c.22]

Несмотря на огромные трудности учета влияния указанных факторов на процесс окисления, все-таки имеется возможность наметить принципы конструирования жаростойких сплавов с точки зрения выбора основы сплава и легирующих элементов. Это возможно сделать на основе имеющихся физических и термодинамических параметров окислов и металлов (табл. 2), а также большого экспериментального материала по исследованию процесса окисления сплавов. В результате установлена роль рассмотренных выше факторов. Число этих факторов для многокомпонентных сплавов велико. Однако, если учесть, что скорость окисления наиболее жаростойких сплавов при высоких температурах описывается законом квадратичной параболы или близким к нему, то можно считать что весь процесс в целом контролируется в основном скоростью диффузии реагентов через окалину. [c.13]

В реальных условиях в зависимости от различных факторов (наличие, например, в чугуне легирующих элементов, сродство которых к кислороду выше, чем железа) при подогреве шихты значение коэффициента расхода воздуха при сжигании газа в печи может изменяться в определенном интервале в сторону уменьшения последнего. Влияние условий подогрева на окисление стружки [c.23]

Окисление и обеднение легирующими элементами поверхностного слоя при высокой температуре способствуют усилению роли фактора времени. Увеличение частоты нагружения от 50 до 1000—2000 гц при испытаниях жаропрочных сплавов в условиях нагрева до 700—90W С повышает их предел выносливости на 5—25%. [c.138]

В связи с важностью этих процессов исследованию процессов испарения и окисления легирующих элементов из расплава было посвящено довольно много работ [110, Ml, 115, 116]. Однако авторы этих работ обычно не учитывают роли поверхностных явлений в данных процессах. В частности, при рассмотрении процесса окисления основным фактором, определяющим этот процесс, считают сродство элементов к кислороду. Такой подход к процессу окисления элементов будет, по-видимому, правомерен лишь в том случае, когда содержание кислорода в газовой фазе мало. В этом случае действительно, из-за недостатка атомов кислорода в поверхностном слое металла, будет происходить выборочное окисление элементов, т. е. скорее окислятся те примеси, окисление которых приводит к наиболее значительному уменьшению изобарно-изотермического потенциала системы. [c.80]

Изложенная первая теория жаростойкого легирования находится в хорошем соответствии с наблюдаемыми экспериментальными факторами для многих случаев окисления металлов. Наличие внутреннего слоя окалины, обогащенного легирующим компонентом, было, например, опытным путем установлено на ряде жаростойких сплавов. [c.69]

В последние годы сделаны попытки математического моделирования процесса окисления [ 14, 15]. Однако все теории пока непригодны к многокомпонентным сплавам и поэтому не будем останавливаться на них подробнее. Разработка количественной теории даже для двойного сплава чрезвычайно сложна, если оба компонента могут в условиях эксперимента образовывать устойчивее окислы. Описать механизм окисления такого сплава очень трудао вследствие того, что он обусловлен большим числом переменных факторов, определяющих скорость протекания процесса. К таким факторам относятся скорости диффузии реагентов в метйлле и окисле, взаимодействие окислов (взаимное растворение, образование химических соединений), вторичные реакции окисленм-вос-становления, частичная возгонка окислов, растворение кислорода и азота в металле, внутреннее окисление, обеднение подокалины легирующими элементами, порообразование в подокисном слое и др. К этому следует добавить недостаточность информации о взаимной растворимости окислов, о возможной степени дефектности реальных окислов, о закономерностях взаимодействия металла с окалиной, о характере миграций катионов и анионов в процессе реакционной диффузии и т.д. [c.12]

В. Скорость окисления фосфора. Примерно равна скорости окисления углерода. Определяющий фактор — интенсивность подвода кислорода к границе раздела металл—шлак. Необходимо присутствйе высокоосновных шлаков (см. Б. Основность), Г. Вторичная фосфорация. Происходит при следующих условиях повышение температуры (поэтому при дефосфорации поддерживают низкую температуру) добавление легирующих элементов (восстановление Р2О5 из шлака) снижение основности за счет продуктов раскисления в процессе разливки при большом количестве шлака уменьшение содержания FeO. -Реакции с участием фосфора в дуговых печах [c.332]

Имеется четкое различие между сплавом, у которого скорость окислени я основного металла замедляется присадкой к окислу растворяемых ионов, и сплавом, у котррога растворяемая добавка образует самостоятельный защитный слой окисла. В первом случае константа параболического кинетического закона уменьшается с увеличением концентрации растворяемого элемента. Лимитирующими факторами являются формирование окисла растворенного металла в виде двухфазной пленки и температура, поскольку для обеспечения отношения электронной и ионной проводимостей, большего или меньшего единицы, требуются различные легирующие элементы противоположной валентности. Об этом уже говорилось применительно к сплавам Ni—Сг. Так как NiO — окисел р-типа, то добавление Сг должно уменьшить его проводимость в тех условиях, когда доминирует электронная проводимость. При высоких температурах доминирует ионная проводимость, и дополнительные вакансии, создаваемые присутствием катионов оказывают противоположное влияние на константу скорости окисления, как это показано на фиг. П. Во втором случае, чем выше температура и больше содержание растворенного элемента, тем быстрее может образоваться защитный слой окисла растворенного элемента. Этот окисел обычно имеет константу скорости окисления, на несколько порядков величины меньшую соответствующей константы для окисла основного металла, причем закон окисления растворенного металла может даже быть логарифмическим. Обычно применяемые в промышленности стойкие к окислению сплавы приобретают защитные свойства в результате формирования окислов растворенных добавок, например Си—А1, Fe—Сг, Ni—Сг, но важным является также введение примесей в окисел основного металла. Поэтому при разработке стойких сплавов следует учитывать оба фактора. К условиям эксплуатации обычно относятся колебания температуры в результате включения и выключения оборудования. Поэтому сплавы нельзя выбирать только на основе их поведения в изотермических условиях. Некоторые жаростойкие сплавы содержат элементы, стимулирующие сцепление окалины, как, например, иттрий в сплавах Fe— г. [c.44]

ДО 60 мкм. Именно эти факторы в сочетании с малой пластичностью поверхностного слоя оказали решающее влияние на сопротивление усталости хвостовиков. Кроме того, следует отметить, что при поверхностном упрочнении деталей из жаропрочных сплавов даже при сравнительно низких температурах (бОО. .. 700° С) имеет место более интенсивное окисление поверхности. Обедненный легирующими элементами поверхностный слой под действием статических и знакопеременных нагрузок растрескивается. В зонах концентрации напряжений эти трещины возникают задолго до полного разрушения детали. Из таких трещин затем образуются усталостные трещины. Как показывают экспериментальные данные, скорость распространения трещин усталости в наклепанном слое значительно выше, чем в ненаклепанном слое с незначительной пластической деформацией. Применение наклепа при ресурсе более 1000 ч может привести к уменьшению несущей способности конструктивного элемента [5]. [c.141]

Необходимо отметить, что на всех полученных кривых отклонение от линейной тафелевской зависимости начинается при одном и том же потенциале — около —0,006 в (рис. 5, уровень ММ). Этот уровень следует рассматривать как термодинамически возможный потенциал образования защитной окисной пленки [19]. При менее агрессивных условиях, как это наблюдается для стали 18Сг—14К1 в 1,5 N растворе Н28О4 (см. рис. 3, кривая 1), по достижении данного потенциала происходит процесс анодного пассивирования и снижение анодного тока. Полученное постоянство термодинамически возможного потенциала начала окисления всех исследованных сталей указывает на то, что влияние легирующих элементов на торможение анодного процесса в первую очередь связано не с термодинамическими, а с кинетическими факторами. [c.13]

Таким образом, /выбор легирующих металлов, образующих окислы с малой электропроводностью, оправдал себя как операция по повышению сопротивления сплавов окислению. Однако существуют и другие факторы, помимо электропроводности чистых окисло-в, отражающиеся ка скорости окисления. В частности, надо полагать, что окислы, образующиеся путем преимущественного 0 кисления, не должны быть чистыми, а поскольку электропроводность того или иного соединения сильно меняется в зависимости от содержания примесей, фактическая скорость окисления может быть совершенно иной (как праеило, больше), чем скорость, вычисленная по значению электропровсдности для чистых соединений. И на самом деле, как это показали Прайс и Томас, защита серебра бериллием, будучи сама по себе значительной, все л<е бывает гораздо слабее, чем это можно было бы ожидать, судя по электропроводности чистой окиси бериллия. [c.183]

Если градиент концентрации легирующего элемента является потенциалом, определяющим характер и направление их диффузии, то кинетика реакций кислородообмена, протекающих в твердой и жидкой фазах, зависит от раскислительной способности элементов. Последняя характеризуется изобарным потенциалом окислов при различных концентрациях и температурах (рис. 19) [81]. Эти два взаимно протекающих процесса (диффузия и окисление) по существу определяют поведение и направление диффузии легирующих элементов до наступления равновесного состояния. Естественно, что при этом значительное влияние оказывают и такие факторы, как исходное содержание элементов в основном металле, температурные условия в зоне резки, длительность сосуществования твердого металла и жидких окислов, а также их физические свойства (газопроницаемость, растворимость газов, вязкость, температура плавления шлаков и т. д.). [c.36]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...