Окисление сталей и сплавов при высоких

Обезуглероживание методы выявления 236 Обработка холодом 379 Одинарная термическая обработка 378 Окисление сталей и сплавов при высоких температурах (окалиностойкость) 916, 917, 918 [c.1196]

Коррозия в атмосфере азота. Разбавление кислорода азотом уменьшает скорости окисления. Азот взаимодействует с железом, нержавеющими жаропрочными сталями и сплавами нри высоких температурах и тем сильнее, чем выше температура. Однако скорость взаимодействия азота, находящегося в атмосфере воздуха, значительно меньше, чем кислорода. Стали, содержащие Сг, А1, Ti, Be, при высоких температурах сильнее поглощают азот, чем сплавы без них, и образуют нитриды при температурах 500 С и выше, что, как известно, широко используется при азотировании изделий. [c.223]

В случае окисления сталей и сплавов в воздушной или углеродсодержащей атмосферах при высокой температуре под местной коррозией чаще всего понимают их внутреннее окисление, глубина которого достигает 0,1—0,3 мм, т. е. значительно больше слоя равномерной коррозии. [c.411]

Хромированные стали и сплавы жаростойки, что связано с высокой концентрацией хрома (60—80%) в поверхностных слоях и образованием структур типа шпинели РеО-СггОз и а-(РеСг)гОз, защищающих сплавы от окисления. Кроме того, хромирование предотвращает внутреннее окисление сталей и сплавов, а белый чугун (валки прокатных станов) — от выгорания углерода, сопровождающегося растрескиванием чугуна при высоких температурах. [c.15]

Тигли индукционных печей изготавливают как из основных (магнезит), так и из кислых (кварцевых) материалов. Так как шлак разогревается от металла, то его температура недостаточна для создания активных шлаков нужного состава, поэтому рафинирование металла с помощью шлака в индукционной плавке становится невозможным. Плавки ведут методом переплава, без рафинирования под шлаком. Ограниченность окисления (угар Мп — 5—10% Ш и Мо — 2—3%), высокие температуры, интенсивное перемешивание дают возможность выплавлять в индукционных печах высоколегированные стали и сплавы. При специальной конструкции индукционной печи плавка, а также разливка и затвердевание металла могут быть проведены под вакуумом. Металл, выплавленный таким способом, содержит ничтожное количество растворенных газов, содержание азота снижается в нем до 0,001%, снижается содержание неметаллических включений. [c.556]

Кроме обеспечения покрытиями, имеющими высокое сопротивление окислению на воздухе, диффузионные методы имеют большое значение в борьбе с вредным проявлением сернистой коррозии при высоких температурах. Алюминиевые и хромовые диффузионные покрытия используют также для защиты от коррозии, вызываемой свинцом, и предотвращения межкристаллитного окисления сталей и сплавов на никелевой основе в некоторых атмосферах. [c.376]

Жаростойкость (окалиностойкость) — это высокая стойкость сталей и сплавов к окислению при повышенных температурах, выражающаяся в сопротивляемости деталей газовой коррозии. [c.197]

Чугун, стали и сплавы. На основе смеси порошков хрома, никеля, кремния, бора, а также на основе карбидов и боридов хрома с силикатной или металлической связкой, получены покрытия, обеспечивающие эффективную защиту стали марки Ст. 3 и чугуна от окисления в атмосфере воздуха при температуре 800—900° С в течение нескольких сотен часов. Покрытия характеризуются высокой твердостью. Термостойкость покрытий составляет 30 —40 циклов теплосмен при колебаниях [c.6]

По параметрической диаграмме можно определить и другие характеристики, например предельно допустимую температуру эксплуатации. В этом случае на оси ординат параметрической диаграммы задают предельно допустимые значения удельной потери массы металла или глубины коррозионного разрушения. Затем движутся до пересечения с линией gg Р или gh — Р, затем вверх по ординате при постоянном значении Р до пересечения с линией Р — l/T , соответствующей определенному времени эксплуатации и, наконец, от точки пересечения вправо при постоянном значении ординаты до пересечения с осью ординат 1/Г. Точка пересечения соответствует определенной величине предельно допустимой температуры. Ниже приводятся параметрические диаграммы [131 для ряда сталей и сплавов, широко используемых при высоких температурах. Параметрические диаграммы построены в основном по экспериментальным данным (точки на диаграмме). Если диаграмма построена по значениям констант кинетических и температурных уравнений (51) и (52) окисления металлов, то экспериментальные точки отсутствуют. При построении диаграмм применялись следующие величины и их единицы g, g — г/см , h — мм, т — ч, Т — К, Q — кал/моль. Эти отступления от системы СИ для Q сделаны сознательно, для того чтобы не снизить точность диаграммы. При использовании вышеуказанных единиц шкалы Ig и Ig /г почти совпадают для сталей и никелевых сплавов. Параметрический метод позволяет надежно проводить интерполяцию, а также экстраполяцию. Экстраполяцию можно проводить по температуре на 50—100 °С, по времени на 1—1,5 порядка [13]. [c.309]

При сварке аустенитных сталей и сплавов с обычным содержанием углерода эффект науглероживания не имеет места. Однако положительные особенности сварки в углекислом газе, заключающиеся в относительно более высокой стойкости швов против образования горячих трещин, в ряде случаев все же сохраняются. Это, возможно, связано с окислением кремния, водорода и других вредных для аустенитных швов примесей. [c.343]

Исследования показывают, что разбавление кислорода воздухом уменьшает скорости окисления и азот также взаимодействует с железом и нержавеющими сталями и жаропрочными сплавами при высоких температурах и тем больше, чем выше температура. Однако скорость взаимодействия азота в атмосфере воздуха значительно меньше, чем кислорода. Сплавы, содержащие хром, алюминий, титан, бериллий, при высоких температурах способны образовывать нитриды при 500 С и выше, что, как известно, широко используется при азотировании изделий. [c.665]

Главным преимуществом алюминиевого покрытия, которое на заготовки наносят методом диффузионного насыщения, по сравнению с другими металлическими покрытиями является его высокая жаростойкость. Покрытия на основе алюминия, получаемые различными способами алитирования сталей и сплавов, широко используют в технике для защиты деталей в процессе их длительной эксплуатации, Алитирование заготовок и деталей с целью защиты от окисления при горячей обработке может производиться любым известным способом в порошковых смесях, в жидких средах, окраской. [c.49]

В состав жаростойких сплавов вводят хром, алюминий и кремний, которые увеличивают сопротивляемость стали воздействию окислительных газов (газовой коррозии) при высоких температурах. Действие этих элементов основано на образовании тонких, плотных окисных пленок на поверхности стали и сплавов, защищающих основной металл от окисления. [c.152]

Многие аппараты, машины и отдельные детали работают при повышенных и, высоких температурах, испытывая большие напряжения. В этих случаях используют жаропрочные стали и сплавы. Если изделия, работающие при повышенных температурах, слабо-нагружены, но должны хорошо сопротивляться окислению, то для их изготовления используют жаростойкие стали и сплавы. [c.254]

Окалиностойкость или жаростойкость стали и сплавов в первую очередь зависит от высокого содержания в них хрома, препятствующего их окислению. Чем выше температура, при которой работает деталь, тем больше хрома должно быть в стали. Если, например, для работы при невысоких температурах пригодна нержавеющая сталь, для работы при 800—850° сталь должна иметь около 15% Сг, а при 1100° — не менее 30% Сг. Никель в количестве до 10% не повышает заметно сопротивления окислению при 20% и выше он сообщает стали окалиностойкость для атмосфер, не содержащих сернистых газов. Кремний, алюминий и бериллий сильно повышают окалиностойкость стали, а ванадий, бор и молибден действуют отрицательно. [c.363]

Работами ряда исследователей было показано, что при высоких температурах в углеродсодержащих атмосферах наряду с окислением происходит интенсивное науглероживание многих хромоникелевых сталей и сплавов [19]. С увеличением степени науглероживания жаростойкость хромоникелевых сплавов снижается. Это объясняется тем, что углерод связывает хром в карбиды и обедняет хромом твердый раствор. Кроме того, при высокой температуре углерод восстанавливает оксиды металлов с образованием газообразного оксида углерода, который, улетучиваясь, разрыхляет оксидную пленку [4]. При науглероживании увеличиваются хрупкость, чувствительность к термическим напряжениям, склонность к короблению [20], снижаются прочностные и пластические свойства сплавов. [c.26]

Жаростойкие стали и сплавы в течение длительного времени способны выдерживать высокие температуры без образования на поверхности окалины. Для достижения этих свойств в состав металла вводят хром, алюминий и кремний, которые увеличивают сопротивляемость стали воздействию окислительных газов (газовой коррозии) при высоких температурах. Действие этих элементов основано на образовании тонких, плотных окисных пленок на поверхности, стали и сплавов, защищающих основной металл от окисления. [c.97]

К окалиностойким (жаростойким, огнестойким) сталям и сплавам предъявляется требование сопротивляться окислению (химическому разрушению) поверхности при воздействии высоких температур, происходящему вследствие газовой коррозии. [c.313]

Жаростойкие стали и сплавы характеризуются образованием на их поверхности защитных пленок окислов, которые защищают металл от разрушения. Сопротивление окислению при высоких температурах зависит от химического состава сталей и сплавов, стойкости защитных пленок окислов и характера среды, в которой происходит окисление. Установлено, что хром сообщает стали высокую сопротивляемость окислению. При наличии в стали до 12% хрома она обладает жаростойкостью до температуры 700—750°. При содержании хрома до 17% жаростойкость возрастает до 850—900°, а при содержании хрома до 25% — до 1100°. Помимо хрома, на увеличение жаростойкости стали влияют кремний, алюминий и бериллий, поэтому в состав жаростойких сталей и сплавов вводятся хром, кремний, алюминий и другие элементы в определенных количествах, определяющих их жаростойкость. [c.225]

Достаточно высокое содержание в покрытии электродов сильных раскислителей (например, в электродах УОНИ-13 суммарное содержание Ti, Si, Мп составляет около 20%) позволяет получить хорошо раскисленный металл, малочувствительный к образованию горячих трещин вследствие связывания марганцем серы (MnS). Несмотря на то что электроды второй группы по сравнению с электродами первой группы характеризуются меньшей окисленностью наплавленного металла и более высокими механическими свойствами сварного соединения, они не могут обеспечить требуемых свойств металла шва при сварке высоколегированных сталей и сплавов, содержащих элементы с высоким сродством к кислороду (А1, Ti). [c.360]

Агрессивное действие пятиокиси ванадия ослабляется. высоким легированием стали и сплавов хромом, кремнием и никелем с хромом. Так, легирование стали хромом в количестве 20т г-25% значительно снижает окисление ее в условиях высоких температур при воздействии У Ов. [c.28]

К сожалению, далеко не все жаростойкие стали и сплавы подвергались изучению в этом направлении. В настоящее время не имеется достаточных данных о кинетике окисления в разных агрессивных газовых средах сталей и сплавов, предназначаемых для эксплуатации при высоких температурах. [c.43]

Стали, сохраняющие при охлаждении на спокойном воздухе структуру аустенита, относятся к аустенитному классу. Эти стали обладают многими ценными свойствами высокой коррозионной стойкостью (нержавеющие и кислотоупорные стали), значительной прочностью при высоких температурах и малой скоростью ползучести (жаропрочностью) и, наконец, жаростойкостью, т. е. малой склонностью к окислению (образованию окалины) при значительном нагреве. Металлы и их сплавы при высоких температурах обладают свойством непрерывно деформироваться (ползти) при [c.63]

В группу сталей и сплавов с особыми свойствами, кроме коррозионностойких сталей, входят стали — жаростойкие, жаропрочные, тугоплавкие, кислотостойкие, износостойкие сплавы — высокого электросопротивления, с особыми тепловыми и упругими свойствами, магнитные, немагнитные и др. Эти стали и сплавы относятся к высоколегированным. Марки, состав и свойства этих жаростойких и жаропрочных сталей, как и коррозионностойких, регламентированы ГОСТ 5632—72. Жаростойкость (окалиностойкость) характеризует сопротивление металла окислению при высоких температурах (400°С и выше). Жаропрочность — способность материала противостоять механическим нагрузкам при высоких температурах. [c.41]

Известно, что кремний, как легирующий элемент, существенно влияет на многие физические свойства сталей и сплавов. Б трансформаторной стали кремний снижает потери на гистерезис и вихревые токи. В сочетании с хромом и некоторыми другими элементами кремний повышает прочность стали и сопротивление окислению при высоких температурах. Введение в конструкционную сталь до 2% З повышает ее твердость, прочность, пределы упругости и текучести. [c.4]

Как указывалось выше, колебания температуры при нагреве или эксплуатации металлов при высоких температурах, особенно переменные нагрев и охлаждение, увеличивают скорость окисления металлов, например железа и сталей, так как в защитной окисной пленке вследствие возникновения в ней термических напряжений образуются трещины и она может отслаиваться от металла, т. е, нарушается сохранность защитной пленки в связи с низкой ее термостойкостью. В ряде случаев термостойкость может быть повышена за счет внутреннего окисления сплава, способствующего врастанию образующейся окалины в металл. [c.136]

Жаростойкие (окалиностойкие)"стали и сплавы характеризуютс высокой химической стойкостью к окислению при высокой темпера туре [17]. Сопротивление окислению при высоких температура зависит от химического состава сталей и сплавов, стойкости обра зующихся на их поверхности окисных пленок и состава газово) среды, в которой происходит окисление. Жаростойкие стал 1 1 сплавы близки по основным составляющим к коррозионно-стойки сталям, но содержат большее количество легирующих элементов I имеют более сложный фазовый состав. С увеличением содержаниу хрома повышается окалиностойкость сталей. [c.38]

Бериллий. Из табл. 1 видно, что наиболее легким из этих металлов является бериллий. По удельной прочности он значительно выше титановых и специальных сталей и сплавов, обладает хорошей элек-тро- и теплопроводностью, высокой теплоемкостью его упругие свойства не изменяются при нагреве до 600°С. К недостаткам бериллия следует отнести его высокую хрупкость, повышенную склонность к окислению и токсичность. Он обладает также повышенной истирающей способностью при резании. Для его обработки применяется в основном твердосплавный инструмент. Режимы резания назначаются такими, чтобы температура в зоне резания не превышала [c.37]

По жаростойкости к сплавам для нагревателей предъявляются более жесткие требования, чем к конструкционным сталям и сплавам необходима более высокая рабочая температура — до МОО С и более, равномерное по глубине окисление. При эксплуатации конструкционных элементов неравномерность окисления нежелательна, но во многих случаях допустима. При эксплуатации нагревательных элементов неравномерность окисления приводит к неоднородности электросопротивления и локальным перегревам и непрерывному самоускорению процесса окисления на отдельных участках нагревателя. [c.6]

При резке с неактивными плазмообразующими газами применяют вольфрамовые электроды, с активными кислородосодержащими газами, в том числе с воздухом, - медные водоохлаждаемые державки с циркониевыми или гафниевыми вставками (см. рис. 118). На поверхности этих вставок образуются пленки плотных окислов, защищающих металл от дальнейшего окисления и электропроводных при высоких температурах. В результате при силе тока 250...500 А продолжительность работы такого электрода доходит до 4...6 ч. Стационарные установки для плазменной резки практически такие же, как и для кислородной резки, отличаются они режущей оснасткой (плазмотроны вместо кислородных резаков) и упрощенной системой газопитания. При использовании водорода подачу его обязательно производят через сухой затвор (например, ЗСУ-1) для предохранения от обратного удара. Переносные комплекты оборудования и полуавтоматические установки применяют для плазменной резки листов из низкоуглеродистой, коррозионно-стойкой стали и из алюминиевых сплавов толщи-нойдо40мм, а с водородосодержащими смесями до 100...120 мм. Универсальные комплекты оборудования (например, КДП-1, КДП-2) включают в себя резак (плазмотрон с рукояткой) с кабелями и шлангами и сварочный выпрямитель. Полуавтоматы (например, ПРП-1) состоят из переносной тележки, циркульного устройства, машинного резака-плазмотрона и пульта управления. Аппаратура для плазмен- [c.312]

Жаростойкость. Жаростойкие стали и сплавы. Под жаростойкими (окалиностойкими) сталями понимают стали, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности при высокой температуре (свыше 550 °С). При нагреве стали происходит окисление поверхности и образуется оксидная пленка (окалина). Дальнейшее окисление определяется скоростью проникновения атомов кислорода через эту пленку. До температуры 570 °С окалина на железе состоит из оксидов Fe O и FejOj. Они являются относительно плотными и скорость проникновения атомов кислорода через них невелика. При температуре выше 570 °С окалина состоит в основном из рыхлого оксида РеО. Через пленку этого оксида атомы кислорода проникают очень легко и скорость окисления многократно возрастает. [c.176]

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]

Большой интерес представляют статьи по вопросам новейшие исследования процесса окисления металлов некоторые вопросы коррозии нержавеющих сталей в водной среде, под действием воды при высокой температуре, в сероводородной среде механизм диффузии и коррозия в газах отбор корро-зионноустойчивых сплавов при высокой температуре исследование коррозии инкоиеля в воде при высокой температуре и [c.5]

Смазочное действие СОЖ на водной основе и масел без присадок возможно обусловлено созданием на трущихся поверхностях окисных пленок и комплексных соединений. При обработке углеродистых и легированных сталей, сравнительно легко окисляющихся, создаются благоприятные условия для образования окисных пленок, прежде всего на, поверхностях обрабатываемого материала (обрабатываемой поверхности и стружке), находящихся в контакте с поверхностями инструмента. Напротив, при резании трудноокисля-емых нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов высокая окислительная способность СОЖ может привести к более интенсивному окислению контактных поверхностей инструмента и повышенному их износу. К тому же окисные пленки и комплексные соединения, создаваемые испытанными водными СОЖ и чистыми минеральными маслами, обладают обычно более низкими антифрикционными свойствами, чем пленки, образованные химически активными присадками в СОЖ. При трении трудноокисляемых сталей и сплавов, когда необходимый смазочный эффект создается за счет химически активных присадок в СОЖ, возможно образование относительно более прочной связи между органическим соединением, содержащим кислород, азот, серу, фосфор, галогены и другие элементы с металлической поверхностью (ювенильной или окисленной). [c.127]

При спекании прессованных изделий из порошков высоколегированных сталей и сплавов возникает их окисление в связи с наличием значительных количеств хрома, а в отдельных марках и титана, отличающихся высокой термодинамической активностью. Таким порошкам необходимы специальные условия для безокислительного спекания, особенно при температурах 500-1000 °С, когда возникает опасность окисления хрома и титана, образующих прочные оксиды Сг203 и ТЮ2. Состав защитной атмосферы для спекания смесей из металлических порошков следует выбирать по значениям констант равновесия того элемента, у которого они максимальны. Для спекания изделий из легированных стальных порошков рекомендуется выбирать газовые среды на основе значений констант равновесия, определяемых по формулам [c.99]

В 1970 г. во Франции запатентованы Временные высокотемпературные защитные покрытия для металлов Эти покрытия предназначены для защиты сталей и сплавов от окисления и обезуглероживания при термообработке в интервале температур 980—1260° С. Покрытия отличаются высокой чистотой, не содержат токсичных соединений, легко удаляются после проведения термообработки механическими, химическими и другими способами. Покрытие состоит из смеси окислов (СаО, MgO, AI2O3, SiOg и В2О3), диспергированных в воде или органических растворителях. Покрытия наносят распылением или окунанием. Толщина покрытий после сушки 120— 150 мкм. В качестве примера приводят состав, содержа- [c.46]

Для придания жаропрочности. Для изготовления деталей, подвергающихся воздейств Ию высоких температур, применяют не лигированные, а обычные углеродистые стали, а поверхностный слой насыщают при высоких температурах алюминием в среде, содержащей алюминий (алитирование). В результате последующей термической обработки алюминий диффундирует в сталь, а на поверхности образуется слой железо-алюминиевого сплава, стойкого к действию высоких температур. Образующаяся на поверхности наружная пленка окиси алюминия защищает сталь от окисления. Алитированные углеродистые стали можно применять при высоких температурах в окислительной и восстановительной среде. Обладая высоким сопротивлением газовой коррозии при высоких температурах, они служат дольше легированных. [c.234]

Степень ванадиевой коррозии зависит от состава стали и золы, температуры и продолжительности нагрева. При наличии в составе золы, наряду с Уд Од, больших (10—15%) количеств N83804 коррозия жаропрочных сталей и сплавов даже при более низких температурах выражается цифрами, которые сравнимы со скоростями окисления данных материалов при гораздо более высоких — на 200—300° — температурах (табл. 75). [c.336]

Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы. К жаростойким (окалиностойким) относят стали и сплавы, обладаюш,ие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах выше 550 °С и работающие в ненагруженном или сла-бонагруженном состоянии. При высокой температуре в условиях эксплуатации в среде нагретого воздуха в продуктах сгорания топлива происходит окисление стали (газовая коррозия). На поверхности стали образуется сначала тонкая пленка окислов, которая с течением времени увеличивается, и образуется окалина. [c.92]

Газовая К. сталей представляет особенный практич. интерес, т. к. стали (и никелевые сплавы) лучше других металлов сохраняют механическ. свойства при высоких 1° и поэтому могут в этих условиях широко применяться. Скорость К. в очень большой степени зависит от химич. состава сталей. Вообще металлич. примеси, дающие с основным металлом твердые растворы, увеличивают стойкость последнего, в особенности если сами примеси способны давать хорошие защитные плепки. Наилучшее действие оказывает хром, затем никель. Добавки к высокохромистым или к высокохромоникелевым сталям кремния, вольфрама и нек-рых других металлов еще более увеличивают их стойкость. Сплавы с никелевой основой вместо железа сопротивляются окислению лучше сталей (нихромы). Железоалюминиевые сплавы и железокремнистые сплавы при высоком содержании алюминия и кремния хорошо сопротивляются окислению при не слишком высоких 1° вследствие образования прочных пленок окислов. Вообще каждый металл и сплав обнаруживает специфические свойства по отношению к различным газовым смесям и различным °-ным условиям. [c.51]

Высоколегированные стали и сплавы обладают специфическими свойствами высокой коррозионной стойкостью, хладос-тойкостью, жаропрочностью, жаростойкостью, сопротивлением ползучести при нагреве и др. Жаростойкость (окалиностойкость) — свойство металлов и сплавов хорошо противостоять при высоких температурах химическому воздействию, в частности окислению на воздухе или в другой газовой среде. Жаропрочность — способность материалов при высоких температурах выдерживать без разрушения механические нагрузки. [c.301]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...