Сплавы, теория окисления

Спектрометр поляризационный 265 Сплавы, теория окисления 164 Стали, сопротивление окислению 320 Стронций, окисление в водяном паре [c.427]

Приведенные выше положения теории окисления сплавов не применимы в следующих случаях [c.88]

Сплошность окисных пленок на паяемом металле существенно зависит от химического состава и структуры паяемого сплава. Поэтому окисление сплавов — более сложный процесс и полностью не отражается теорией окисления, разработанной для чистых металлов. [c.198]

Современная теория окисления рассматривает в основном механизмы, определяющие перенос вещества через однородные и когерентные поверхностные слои. Однако при этом нельзя недооценивать важность природы поверхностей раздела, сцепления и образования пустот. Все такие вопросы должны быть в конечном итоге включены в общую картину окисления металлов и сплавов. [c.104]

Рассмотренные ранее закономерности роста пленок излагались без углубленного изучения механизма процесса окисления и, в частности, при формальном допущении диффузии реагирующих молекул или атомов (например, кислорода) через пленку к поверхности металла. Нетрудно видеть, что полученные выводы остаются действительными, если исходить и из обратного предположения о диффузии атомов металла сквозь пленку наружу и окислении их кислородом на внешней поверхности пленки. В этой главе мы разберем связанные с механизмом окисления металлов представления о направлении и механизме диффузии в пленках, структуре и свойствах окисных слоев, а также вытекающие из этих представлений следствия, как, например, теорию окисления металлов и жаростойкого легирования металлических сплавов. [c.58]

Зта теория относится к областям Концентраций 1 и 2. Скорость окисления основного металла при добавлении легирующего компонента изменяется, если при легировании изменяется концентрация дефектов образующегося окисла, что наблюдается при неодинаковой валентности ионов компонентов сплава. Характер изменения (увеличение или уменьшение) скорости окисления основного металла при его легировании другим металлом зависит от характера дефектности его окисла и валентности ионов легирующего металла. [c.83]

Несмотря на некоторые несовершенства выбранной модели, изложенная выше теория представляет интерес, как обоснование высоких защитных свойств, создающихся малыми добавками легирующего компонента сплава, и непараболического окисления. [c.96]

Поведение сплавов при образовании на них отдельных слоев соединений двух металлов (окислов Me и Mt) или слоя смеси этих соединений может быть описано для диффузионного механизма процесса окалинообразования на железной основе теорией В. И. Тихомирова Эта теория относится к области окисления 3 [c.97]

Согласно данной теории (А. А. Смирнов, Н. Д. Томашов и др.), на поверхности сплава образуется защитный окисел легирующего элемента, затрудняющий диффузию реагентов и окисление основного металла. По этой теории, к легирующему элементу Me предъявляются следующие основные требования [c.113]

Эта теория жаростойкого легирования находится в хорошем соответствии с целым рядом случаев окисления сплавов, когда действительно образуется защитный окисел легирующего элемента (см. с. 95), и позволяет на основании некоторых свойств элементов и их окислов качественно оценить пригодность различ- [c.113]

Обезжиривание 252, 253 Обесцинкование 28, 332—334 Обработка воды 278 сл. гидразинная 275, 276 добавлением ингибиторов 287 сл. добавлением щелочи 285 сл. котловой 284—288 силикатная 279 сульфитная 275, 291 удалением газов 285, 291 Окалина 188, 191, 203, 253 Окисление 188 сл. внутреннее 203 железа 204—206 катастрофическое 200 меди 202, 203 начальные стадии 189— 191 сплавов железа 204 сл. теория Вагнера 194— 196 уравнения 191—194 ускоренное 200 Оксидирование 246, 247 Оксиды металлов 192, 196, 199 Олово 239—241 [c.452]

Принимая во внимание, что для любого металла механизм реакции окисления в общем случае является функцией предварительной обработки и подготовки поверхности, температуры, давления кислорода, природы и свойств возникающих оксидов, различия в свойствах, металлов и сплавов, наличия всевозможных примесей,, становится понятным возникновение множества теорий и моделей, имеющих своей целью описать поведение металлов в процессе окисления. [c.34]

Механизм упрочнения двухфазной системы, в которой вторая фаза получена внутренним окислением, во многом похож на тот, который действует в состаренном сплаве. Более того, выше указывалось, что в ряде случаев теория упрочнения при наличии некогерентных частиц второй фазы проверялась на сплавах, полученных внутренним окислением. В последнем случае, однако, имеются свои особенности. [c.316]

В области металловедения физики металлов и теории металлургических процессов радиоактивные изотопы применяют в качестве меченых атомов для изучения распределения и перераспределения элементов, в металлических сплавах и металлурги--ческих системах,, для фазового анализа, для исследования адсорбции, коррозии, окисления, износа. [c.466]

Теоретические аспекты сухой атмосферной коррозии, т. е. окисления металла в обезвоженных газовых средах, получили в последние годы быстрое развитие в связи с решением проблемы жаростойких сплавов (см. например [9—11]). Можно, однако, заметить, что несмотря на внешнюю привлекательность развитых теорий низкотемпературного окисления, [c.154]

С точки зрения теории эти наблюдения можно объяснить действием механизма, предложенного Уэббом, Нортоном и Вагнером (см. гл. 2), в действительности же механизм окисления может оказаться несколько сложнее включения металлического алюминия в окалине вызывают обесцвечивание и потемнение пленок, а зубовидная поверхность раздела сплав — металл свидетельствует об избирательном окислении. В действительности плав окислялся почти с той же скоростью, что и магний, как это наблюдается, например, при взаимодействии алюминиевомагниевых сплавов с парами воды [645]. [c.357]

При увеличении концентрации хрома в основном металле до пределов, характерных для аустенитных сталей и сплавов, активность его в зоне реза сильно повышается (см. рис. 28). С позиций современной теории шлаков [81 ] окисление хрома можно представить себе как процесс прямого обмена зарядами между ионами марганца, кремния и железа, находящимися в жидком шлаке, и [c.45]

Для правильного представления о сущности защитного действия бетона необходимы некоторые сведения из теории электрохимической коррозии металлов [107]. Устойчивой формой существования железа в атмосферных условиях Земли является его окисленное состояние. Элементарное железо, в отличие от благородных металлов, в природе не встречается. Его получают восстановлением окислов, из которых в основном состоят железные руды, и оно вновь обращается в окислы в результате коррозии стали и чугуна — основных сплавов, в виде которых железо используется. [c.16]

Изложенная теория жаростойкого легирования находится в хорощем соответствии с целым рядом случаев окисления сплавов, когда действительно имеет место образование защитного окисла легирующего элемента А Оз на Ре, легированном 8—10% А1 2пО на Си, содержащей 20% и более 2п АЬОз на Си при содержании более 3% А1 ВеО на Си, содержащей более 1% Ве, и др. [c.78]

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]

Показано, что окисление сплавов на разных этапах описывается различными закономерностями. Приводятся результаты изучения защитных свойств и строения окисных пленок. Исходя из теории Вагнера вычислены значения минимальных концентраций бериллия в сплавах, необходимых для образования защитных окисных пленок. Обсуждается кинетика окисления Mg — Ве-сплавов и механизм влияния бериллия. [c.124]

Многие жаростойкие сплавы содержат никель, и, хотя главной его функцией является улучшение механических свойств и, возможно, стабилизация аустенитной фазы, все же должно быть отмечено его участие в регулировании скорости окисления. В восстановительной атмосфере в присутствии соединений серы надо иметь в виду возможность образования низкоплавких эвтектик, содержащих сульфид никеля. В некоторых условиях сплавы с никелем в восстановительной атмосфере, содержащей серу, могут показать обратные результаты. Этот вопрос весьма сложен при выборе материала, стойкого в тяжелых условиях, и наблюдение за поведением различных сплавов в аналогичных условиях может быть более ценным, чем предсказания, сделанные на теоретической основе. Наилучшие результаты получаются при соединении теории с практикой. [c.67]

Перевод книги, изданной Научным центром яаерной энергии, содержит доклады 3-го французского коллоквиума металлургов, отражающие новейшие исследования вопросов окисления металлов. Делается попытка создать общую теорию окисления металлов. Рассматриваются механизм диффузии и газовой коррозии, кор розиоиностойкие сплавы при высокой темлературе, восяла.меняемость. магния и урана в различных газовых атмосферах, корроз.ия нержавеющих сталей, коррозия в. морской воде и другие вопросы. [c.4]

Эта теория относится к области концентраций 1 и 2. Рассматривается упрощенная модель окисления бинарного сплава Me Mt с содержанием металлов в нем с и (1 —с) соответственно, образующих непрерывный ряд твердых растворов при всех значениях с. При окислении сплава образуется окисел Ме О или Mtfim, в кристаллической решетке которого на местах атомов [c.88]

Структура пассивной пленки на сплавах, как и пассивной пленки вообще, была описана и теорией оксидной пленки и адсорбционной теорией. В соответствии с оксидно-пленочной теорией, защитные оксидные пленки формируются на сплавах с содержанием легирующего компонента выше критического, а незащитные — на сплавах ниже критического состава. В случае преимущественного окисления пассивной составляющей сплава, например хрома, защитные оксиды (такие как СГ2О3) формируются, только если содержание хрома в сплаве превышает определенный уровень. Эта точка зрения не позволяет делать никаких количественных прогнозов, а тот факт, что пассивная пленка на нержавеющих сталях может быть катодно восстановлена и не соответствовать стехиометрическому составу, остается необъясненным. Согласно адсорбционной теории, в водной среде кислород хемо-сорбируется на Сг—Fe-сплавах выше критического состава, обеспечивая пассивность, но на сплавах ниже критического состава он реагирует с образованием непассивирующей оксидной пленки. Насколько данный сплав благоприятствует образованию хемо-сорбционной пленки или пленки продуктов реакции, зависит от электронной конфигурации поверхности сплава, особенно от взаимодействия d-электронов. Так называемая теория электронной конфигурации ставит в связь критические составы с благоприятной конфигурацией d-электронов, обеспечивающей хемосорбцию и пассивность. Теория объясняет природу взаимодействия электронов, определяющую, какой из компонентов придает сплаву данные химические свойства, например, почему свойства никеля преобладают над свойствами меди в медно-никелевых сплавах, содержащих более 30—40 % Ni. [c.91]

ПИЯ на термодинамику и кинетику окиеления и коррозии [100— 112]. Высказывались предположения, что механические напряжения влияют на скорости коррозии путем изменения формы кинетического закона [106], хотя такие представления и вызывают возражения [109]. Кроме того, некоторые теории [101] и экспериментальные наблюдения [35, 108] указывают на возможность ускорения коррозии вследствие разрушающего воздействия приложенного напряжения на поверхностную пленку коррозионных продуктов. Недавние исследования коррозии жаростойких сплавов Со—Сг—А1 и N1—Сг—А1 (без добавок и с добавками иттрия, улучшающими адгезию окисла [Ш]) показали, что, хотя деформация под действием высоких сжимающих напряжений может приводить к короблению и растрескиванию пленок АЬОз, степень последующего отслаивания и повторного окисления, т. е. кинетика окисления, существенно не изменяется [110]. [c.25]

Это замедление, по-видимому, можно более четко описать, используя понятие внутреннего обратного напряжения [уравнение (2)]. Если считать, что в сплаве на воздухе и в вакууме действует один механизм ползучести, и принять для всех испытаний п = 4, как предсказывают теории ползучести, контролируемой возвратом [13], то получим значения Ог, приведенные в табл. 2. Очевидно, что окисление на воздухе повышает внутреннее напряжение. При 760 °С 01 на воздухе равно 245, а в вакууме 117 МПа. Сравнив эти значения, можно предположить, что среднее внутреннее напряжение, связанное с поверхностной оксидной пленкой, для рассматриваемого поликристаллического сплава равио 128 МПа. Это, по-видимому, означает, что при испытаниях на ползучесть на воздухе величина деформации в области около границы оксид/ /сплав при данном размере зерна (300 мкм) может иметь очень важное значепые. [c.36]

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]

На основании изложенного можно сделать вывод, что с точки зрения теории проблема создания жаропрочных титановых сплавов еще находится в начальной стадии. Особенно это относится к возможности создания на титановой основе жаропрочных с 1лавов для температур выше 550—600° С. Серьезным препятствием для разработки сплавов является низкое сопротивление титана окислению и его возрастаю1цая по мере повышения температуры способность к нзанмодействпю с кислородом и водородом. Для защиты титана от взаимодействия с газами при высоких температурах наряду с легированием должны найти применение и защитные покрытия, например эмали, а также химикотермические методы обработки поверхности. [c.23]

Сплавы ниобия и тантала. Поскольку NbaOg — полупроводник п-типа с анионными вакансиями, можно было бы полагать, что добавка в ниобий более высоковалентного металла (в области параболического окисления) должна привести к снижению скорости окисления. Однако анализ изменения концентрации и подвижности анионных вакансий в NbgOs при легировании титаном, ванадием, хромом и алюминием показывает, что в связи с высокой концентрацией дефектов, отличающейся лишь на два порядка от концентрации свободных электронов в металлах, и возможным изменением подвижности при изменении их концентрации подход к жаростойкому легированию ниобия с позиции теории Вагнера неприменим. Априорный выбор добавок в данном случае затруднен. Важную роль играет размер иона легирующего элемента. При образовав НИИ однофазной окалины легирование ниобия металлами, образующими ионы меньшего, чем ион размера, [c.427]

Однако механизм влияния легирующих компонентов на характер изменения дефектности ионной проводимости пассивных пленок на титане остается еще не вполне ясным. Во всяком случае, объяснение полученных экспериментальных результатов не укладывается в простое их толкование на основании теории индукции валентности Вервея, Вагнера, Хауффе [110]. По этой теории входящие в пленку с электронным типо.м проводимости ионы Сг + должны были бы увеличивать ионный ток, а ионы N5 + снижать его, т. е. влиять обратно тому, что было установлено в экспериментах. Принятие для ТЮг дырочного типа проводимости, как это было сделано в работе [Ш], устранило бы это несоответствие, однако такое допущение маловероятно кроме того, в этом случае осталось бы необъяснимым наблюдаемое различие в изменении ионной проводимости ТЮз от присадок некоторых элементов с одинаковой валентностью, например, 5п + и 2г + или АР+ и Сг +. Следует отметить, что и при газовом окислении сплавов титана применимость идеализированной теории Вагнера — Хауффе о дефектности оксидных соединений, образующих окалину, оказалась очень ограниченной. Как известно, из многих двойных систем титана в отношении газового окисления проведение только двух из них (Т1 — и Т1 — Та) достаточно хорошо объясняется с помощью этой теории [111]. [c.46]

В промежуточной области образуется конгломерат двух окислов. В соответствии с вышеизлаженными рассуждениями, исключительное образование окиси никеля предполагает, что концентрация этого металла на поверхности раздела сплав — окисел должна превышать 0,7%, т. е. величина Л ш(т) должна быть больше 0,007. Подставив эту величину в уравнение (ПО) и воспользовавшись также уравнение.м (109), получим, что концентрация никеля во всем сплаве Л ккг, должна быть не меньше 0,75, чтобы в сплавах системы никель — медь происходило исключительное образование окиси никеля NiO, приче.м в этом случае а = 0,93. Таким образом, сплавы никеля с медью в интервале концентраций до 25% (ат.) Си должны окисляться по сути дела с той же скоростью, что и чистый никель, а при более высоких концентрациях меди надо ожидать образования в окисном слое смеси окиси никеля и закиси меди. Для этого интервала концентраций теория не способна предсказать величину скорости окисления. При содержании 20—30% Си можно заметить (см. рис. 108) изменение наклона кривых зависи.мости скорости окисления от концентрации для системы никель — медь (график заимствован нами из статьи Пиллинга и Бедуорта [465]). Эти экспериментальные наблюдения согласуются с выводами из теории Вагнера. Если учесть незначительную неопределенность данных, использовавшихся на.ми для вычислений, то надо признать хорошее совпадение экспериментальных и теоретических данных случайным, но оно ясно свидетельствует о том, что выдвинутые нами доказательства справедливы в своей основе и должны использоваться при дальнейшем расс.мотрении. [c.181]

Первый (более простой) случай рассмотрен Томасом [459] в связи с проведенными им исследованиями процесса окисления сплавов благородных металлов с медью, на которых, помимо наружной окалины, образуется слой подокалины значительной толщины и механизм окисления которых, таким образом, нельзя рассматривать с точки зрения теории Вагнера. Рассуждения Томаса иллюстрируются рис. 71. [c.197]

Согласно теории Вагнера [148], скорость окисления должна сильно зависеть от электропроводности окисной пленки. Эту теорию подтверждает тот факт, что легирующие элементы, позволяющие получить сплавы с максимальной стойкостью к окислению, т. е. бериллий, алюминий и магний, образуют (как показали Прайс н Томас [149] окислы с очень низкой электропроводностью. Вагнер рассчитал, что если ввести в медь такое количество алюминия, при котором иа поверхности будет образовываться окись алюминия, то скорость окисления сплава должна уменьшиться более чем в 80000 раз. Эксперименты показывали, что окисление замедляется лишь в 36 раз, но когда Прайс и Томас провели начальную стадию окисления в очень слабых окислительных условиях, что позволило получить только окись алюминия, то при последующей экспозиции в максимально окислительных условиях оказалось, что скорость окисления уменьшилась почти в 24000 раз. Хэллоуэс и Воке [145] установили, что селективное окисление по этому методу сплава 95Си—5А1 обеспечивает защиту от окисления в атмосфере до температуры 800° С, если защитная пленка не повреждена, а атмосфера не содержит двуокиси серы или хлористого водорода. [c.105]

Однако введение в качестве малой добавкн относительно благородного металла не обязательно приводит к повышению сопротивления сплава окислению. Теория, развитая Вагнером, приводит к заключению, что пленка одинаковой толщины будет устойчивой только в том случае, если диффузия менее благородного металла в металлическую фазу идет быстрее, чем в окисел. Иначе поверхность раздела сплав —окисел, вероятно, становится неровной. В исключительных случаях в сечении могут наблюдаться выступающие части окисла менее благородного металла, заполненные в промежутках тонкими нитями сплава, богатого более благородным металлом. Вагнер вычислил, что при содержании благородного металла меньше 50% (атомных) скорость окисления сохраняет тот же порядок, как у менее благородного металла, не содержащего легирующей добавки другими словами легированием не может быть получено заметного повышения стойкости [15]. [c.67]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...