Влияние температуры на скорость окисления металла

Влияние температуры на скорость окисления металла определено зависимостью коэффициентов твердофазной диффузии частиц от температуры. Поскольку [c.54]

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА СКОРОСТЬ ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛА [c.61]

Выражение (2.22), описывающее влияние температуры на скорость окисления металла, может оказаться недействительным, если с изменением температуры изменяется структура оксидной пленки. Поэтому иногда можно заметить на прямых в координатах 1пЛ — Т изломы, т. е. отдельным стадиям коррозии соответствуют разные значения эффективной энергии активации. [c.62]

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА СКОРОСТЬ ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ НА ВОЗДУХЕ [c.45]

Цель работы — установить температурную зависимость скорости окисления данного металла на воздухе. Влияние температуры на скорость окисления металла определяют по увеличению массы образцов из исследуемого металла после выдержки в печах при трех-четы-рех заданных температурах (этот метод не пригоден при образовании на металле частично возгоняющейся окисной пленки, например МоОз и WO3 при высоких температурах). [c.45]

Опытные данные о влиянии скорости движения газовой среды на скорость окисления металлов (рис. 38, 39 и 96), согласно которым уже при небольших скоростях газового потока достигаются предельные значения скорости окисления металлов при данной температуре, указывают на то, что окисление металлов, дающих при окислении полупроводниковые окислы /7-типа, контролируется не только диффузией реагентов через окалину, но и переносом окислителя к поверхности раздела окалина — газ, т. е. внешней массопередачей (см. с. 65). Таким образом, увеличение скорости движения газовой среды в какой-то степени эквивалентно повышению парциального давления окислителя. [c.135]

Параболическая зависимость, как правило, характерна для описания процессов высокотемпературного окисления металлов к сплавов при длительной эксплуатации. Влияние температуры на скорость процесса окисления отражается соотношением [c.288]

Цель работы — установить температурную зависимость скорости окисления данного металла в воздухе. Влияние температуры на скорость газовой коррозии металла определяют по привесу образцов из исследуемого металла после их выдержки в печах при трех-четырех заданных температурах. [c.38]

Влияние температуры на скорость газовой коррозии находится в прямой связи с соответствующими изменениями константы скорости химической реакции и коэффициента диффузии. Константа скорости гетерогенной химической реакции (газовой коррозии) и коэффициент диффузии растут с повышением температуры по экспоненциальному закону. Таким образом, повышение температуры должно влиять на скорость окисления металлов по аналогичному закону. [c.38]

Большое влияние на скорость окисления металлов оказывает режим нагрева. Колебания температуры при нагреве и особенно попеременный нагрев и охлаждение вызывают разрушение пленок вследствие возникновения [c.28]

С повышением температуры скорость окисления металла увеличивается весьма значительно. Влияние температуры на скорость химической коррозии будет находиться в прямой связи с температурным коэфициентом основного фактора коррозионного процесса [c.62]

В выводах отмечают, удовлетворяет ли окисел данного металла или окислы компонентов сплава условию сплошности, делают заключение о влиянии температуры на термодинамическую возможность окисления данного металла или компонентов сплава кислородом воздуха и скорость газовой коррозии металла или сплава [c.49]

Деформация металлов в процессе нагрева может вызывать нарушение сплошности пленок и связанное с этим увеличение скорости окисления. Предварительная деформация оказывает сравнительно небольшое влияние на скорость окисления только при температурах ниже температуры рекристаллизации. [c.24]

Состав среды сильно влияет на скорость окисления и распределение кислорода между окалиной и металлом. В работе (7] проводилось изучение окисления титана на воздухе и в кислороде. Было обнаружено, что в кислороде до 1100° окисление идет с большей скоростью, чем на воздухе, а при температуре выше 1100° картина меняется, и окисление на воздухе становится более интенсивным, причем фазовый состав окалины в обоих случаях остается одинаковым (рутил). По мнению авторов [7], это объясняется влиянием азота воздуха, который при температурах выше 800° вступает во взаимодействие с окалиной, замещая кислород в решетке рутила в соотношении 2 3, что создает в ней дополнительные дырки . [c.62]

Таким образом, влияние температурного режима ванны на скорость окисления углерода в основном связано с перегревом металла выше температуры плавления. Например, температура 1350°С для полупродукта с содержанием углерода 3,0—3,5% (температура плавления 1200—1250° С) является вполне достаточной для нормального окисления углерода кислородом дутья, но недопустимо низка для металла, содержащего 2,0— 2,5% С (температура плавления 1350—1390°С). [c.178]

Законы (113) и (116) могут быть обусловлены и смешанным контролем процесса внутренней (транспорт реагентов через пленку продукта коррозии металла) и внешней (транспорт окислителя из объема коррозионной среды к поверхности этой пленки) массо-передач при соизмеримости их торможений, которое обнаруживается по влиянию скорости движения газовой среды в определенном ее интервале на кинетику окисления некоторых металлов при достаточно высокой температуре (рис. 38 и 39). [c.65]

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]

Большое влияние на скорость протекания реакции окисления углерода оказывает температура, содержание кислорода в металле и FeO в шлаке, метод подвода кислорода (прямой — через погруженную трубку или фурму или рудой через шлак), а также давление, по- [c.54]

Помимо этого, на содержание азота в металле влияют также температура металла при выпуске и скорость обезуглероживания. На содержание кислорода в кислородно-конвертерном металле значительное влияние оказывает окисленность шлака и его основность. В работе [250], отмечается, что на содержание кислорода в малоуглеродистой (0,08% С) кислородно-конвертерной стали значительное влияние оказывает концентрация марганца в металле перед раскислением, что не наблюдается в мартеновском металле [251]. Это связано с тем, что в мартеновском металле до раскисления содержание марганца, как правило, не превышает 0,1%, в то время как в кислородно-конвертерном металле оно значительно выше. В кислородном конвертере создаются благоприятные условия для десульфурации, связанные с ускорением диффузионных процессов при более интенсивном перемешивании металла и шлака и высокой окислительной способностью газовой атмосферы в таком конвертере. [c.197]

Влияние коррозии при длительном статическом нагружении. При растяжении металла понижается электродный потенциал и увеличивается скорость коррозии, причем в некоторых случаях нагружение вызывает переход от равномерного растворения к наиболее опасной межкристаллитной коррозии. Наклепанные металлы часто (хотя и не всегда) дают усиленную коррозию как при работе в электролитах, так и при окислении при повышенных температурах. Особенно велико влияние коррозии на механические свойства материалов высокой твердости и прочности [c.154]

Коррозия — это процесс физико-химического разрушения металла под влиянием внешней среды. По характеру процесса различают химическую и электрохимическую коррозию. В первом случае процесс окисления металла происходит при непосредственном воздействии соприкасающейся с ним среды без появления электрического тока, а во втором случае коррозия протекает в электролитах и сопровождается появлением электрического тока. В зависимости от характера агрессивной среды электрохимическая коррозия может быть атмосферной, почвенной, структурной (вследствие неоднородности металла по структуре), биологической (протекает в подземных условиях при участии микроорганизмов), щелочной, кислотной, контактной (при контакте двух разнородных металлов), коррозией, вызванной блуждающими токами или водными растворами солей. Стойкость против коррозии зависит от химического состава, структуры, состояния поверхности, напряженного состояния металла, а также химического состава, концентрации, температуры и скорости перемещения агрессивной среды по поверхности изделия. Мерой коррозионной стойкости является скорость коррозии металла в данных условиях и среде, которая выражается глубиной коррозии в миллиметрах в год или в потере массы в граммах за час на 1 м поверхности металла. [c.20]

На скорость протекания реакции (2.1) существенное влияние оказывают температура и состав металла. В интервале температур до 450°С скорость окисления паром углеродистых сталей невелика при возрастании температуры свыще 450 °С она ускоряется (рис. 2.2). [c.53]

Поскольку изложенная выше теоретическая работа по механизму окисления сплавов ограничивалась почти полностью окисными слоями на металлах, скорость окисления которых определяется скоростью диффузии ионов и электронов в этих слоях, ее выводы не приложимы к повышению сопротивления окислению ниобия и тантала при температурах выше 500° С, а все попытки повысить сопротивление окислению этих металлов, главным образом при температурах 800—1000° С, по необходимости не выходили за рамки эмпирических поисков. Установлено, например, что титан и цирконий после некоторого начального ухудшения сопротивления ниобия и тантала окислению оказывают при высоком содержании благоприятное воздействие [197, 478, 479] (см. рис. 99). Известны высказывания о том, что это благоприятное влияние обусловлено обратным действием механизма окисления Вагнера [480]. И титан, и цирконий обладают большим сродством к кислороду, чем ниобий и тантал, и должны, следовательно, окис- [c.186]

При исследовании влияния температуры на скорость окисления металлов может быть использован метод определения энергии активации процесса за один прием в условиях линейного повыте- [c.437]

Характер влияния температуры на скорость окисления металлов определяется температурной зависи-хмостью константы скорости химической реакции (при кинетическом контроле процесса окисления металлов) или коэффициента диффузии (при диффузионном контроле процесса), которая выражается одним и тем же экспоненциальным законом. Таким образом, повышение температуры должно влиять на скорость окисления металлов по аналогичному экспоненпиальному закону. [c.46]

Влияние кислорода на интенсивность коррозии металла косвенно показывает также опыты Э. Я. Талиметс [80], что окисление армко-железа в хлористой смеси (КС1=98%, Na l=2%) в атмосфере воздуха достигает максимума в промежутке температур 650—700°С, после чего интенсивность процесса начинает уменьшаться. Такое падение скорости коррозии связано с расплавлением хлоридной смеси, которая имеет большее диффузионное сопротивление потоку кислорода от окружающей атмосферы к поверхности железа, чем насыпной слой. В опытах с образцами из того же материала, которые располагались над хлоридной смесью при температурах выше 650—700 °С, никакого торможения коррозии не происходило, она интенсивно продолжалась. Отсюда следует, что реакция между железом и хлоридами возможна лишь с участием кислорода либо других окислителей. [c.75]

Литературные данные о коррозии металлов в среде фтористого водорода при высоких температурах довольно ограничены [2—6], влияние примесей во фтористом водороде на коррозию конструкционных материалов в этих работах не рассматривается. Между тем примеси, в частности кислорода или кислородсодержащих веществ, могут сзтцествепно влиять на скорость коррозионного процесса. Так, известно, что скорость взаимодействия многих металлов с хлором резко уменьшается при наличии в нем примеси кислорода или кислородсодержащих веществ [7, 8]. При взаимодействии металлов с хлором образуются хлориды. При наличии же в хлоре примеси кислорода, последний принимает участие в формировании пленки в этом случае окалина обогащается окислами металла или целиком состоит из них. Диффузия хлора через пленку такого состава затрудняется, соответственно скорость окисления металла становится меньше. [c.189]

Из сравнения первичных кривых ползучести образцов с теплоизоля-ционь)(ыМ покрытием и без него (рис, 1.3) было установлено существенное влияние теплоизоляции на скорость и деформацию ползучести. При этом проявление эффекта теплоизоляционного покрытия в значительной степени определяется температурой испытаний (рис. 1.4). Чтобы выяснить вопрос, не является ли изменение скорости ползучести результатом физико-химического или химического воздействия теплоизоляции на сталь, были проведены испытания, в которых с помощью аустенитной фольги толщиной 0,2 мм устранялся контакт между металлом и покрытием. Полученные результаты хорошо согласовывались с данными испытаний образцов в теплоизоляции при отсутствии прослойки из фольги. Это позволило сделать вывод, что влияние теплоизоляции на ползучесть перлитной стали есть результат изменения условий ее окисления. Вследствие изменения парциального давления кислорода под теплоизоляцией на поверхности металла отсутствуют благоприятные условия для формирования окисной пленки, способной упрочнять металл. [c.5]

Скорость резки. Устойчивый процесс резки и хорошее качество поверхности разрезаемых кромок без значительного отставания и зашлаковывания поверхности реза достигаются только при пере-.мешении резака по линии реза в соответствии со скоростью окисления металла по толщине разрезаемого листа. При слишком малой скорости резки (при прочих разных условиях) происходит оплавление разрезаемых кромок при слишком большой скорости происходит значительное отставание линии реза, остаются непрорезанные до конца участки и нарушается процесс резки. Влияние расхода режущего кислорода на скорость резки приведено на фиг. 47. Скорость резки также в значительной мере зависит от чистоты кислорода. Как показали экспериментальные исследования при разделительной резке существует функциональная зависимость между скоростью резки (7 и толщиной разрезаемого металла 6. Для наибольших устойчивых скоростей машинной резки стали марки 1Х18Н9Т толщиной 10—100 мм при температуре металла и кислорода, равной приблизительно 20° и среднем расходе флюса в единицу времени Яф= 125 г мин, эта зависимость удовлетворительно выражается формулой [c.88]

ОКИСНЫХ пленок была, как оказалось, в общем немного ниже, чем в металле, но все эти элементы всегда присутствовали в обеих фазах. И только содержание церия с лз нтаном, которые несколько замедляют окисление магния, было в поверхностных пленках повышенным. Леонтис п Райне предполагают, что влия-ние различных добавок на скорость окисления магния можно приписать их влиянию на его температуру плавления. Чем больше добавки понижали температуру плавления магния, тем больше была его скорость окисления. [c.290]

Мюллер и Бухгольц установили, что приложение напряжений, превышающих предел упругости, вызывает увеличение коррозии железа в проточной воде, если обеспечен постоянный приток кислорода. Но напряжения не увеличивали, а во многих случаях даже уменьшали степень коррозии сталей, подвергавшихся атмосферному воздействию это уменьшение объяснялось тем, что ржавчина лучше держалась на ненапряженной стали, чем на напряженной, и таким образом первая оставалась влажной, в то время как последняя высыхала. Напряжения, однако, вызывали увеличение скорости окисления металла при высоких температурах, когда окалина оказывается хрупкой и непрерывно отскакивает под влиянием напряжений, обнажая чистый металл. [c.586]

Ниобий также обладает сравнительно невысокой окалино-стонкостью, но, в отличие от молибдена, окись ниобия НЬгО , образуюгцаяся па его поверхности, не является летучей и поэтому обла,п,ает защитными свойствами. Однако кислород, входящий в состав пленки, при температуре выше 500° С растворяется в металле, который становится хрупким. Добавки других элементов снижают скорость окисления ниобия. На рис. 14 показано влияние некоторых лсгируюиитх элементов на стойкость ниобия против окисления в воздухе при 980° С. Наилучшую стойкость против окисления при 1090°С показали двойные сплавы па основе ниобия следующего состава НЬ—V (3- [c.145]

При испытаниях в нейтральной среде скорость коррозии низколегированных сталей в начальный период времени уменьшается во времени, однако через 80—100 суток она становится неизменной. Д. Л. Дуглас и Ф. К. Цицес [111, 12] считают, что к этому моменту пленка достигает предельной толщины, становится пористой, и скорость диффузии ионов железа через нее поддерживается на постоянном уровне. Поскольку, по данным тех же авторов, наличие на поверхности металла окисной пленки, образовавшейся в процессе отжига при температуре 800° С, не изменило скорости коррозии железа, измеренной по количеству выделившегося водорода, очевидно, диффузия через окисную пленку не является стадией, полностью определяющей эффективность коррозионного процесса в этом случае. Скорость катодного процесса на образцах с окисной пленкой, полученной при оксидировании и образовавшейся при окислении на воздухе, и на образцах без искусственной пленки, почти что одинакова, а это также свидетельствует о том, что диффузия через окисную пленку не влияет на скорость коррозии. При температуре ниже 200° С эффективность коррозионного процесса железа определяется скоростью реакции, протекающей на поверхности раздела металл — вода. Однако, по мнению этих авторов, скорость диффузии ионов железа через окисную пленку и в этом случае оказывает некоторое (но не определяющее) влияние на скорость коррозионного процесса. [c.101]

Судя по литературным данным [80], на окисление никелевых и кобальтовых сплавов тугоплавкие элементы оказывают влияние трех видов. Влияние одного из них благотворно, поскольку тугоплавкие элементы можно рассматривать как ловушки (геттеры) для кислорода, способствующие образованию защитных слоев из Al Oj и r Oj. Влияние двух других видов — вредное. Во-первых, тугоплавкие элементы уменьшают диффузионную активность алюминия, хрома и кремния, а это противодействует формированию защитного слоя. Во-вторых, оксиды тугоплавких металлов обычно незащитны (т.е. отличаются низкой температурой плавления, высокой упругостью паров, высоким коэффициентом диффузии и другими неблагоприятными характеристиками), и поэтому они нежелательны в качестве компонентов для наружной окалины. Следовательно, вредное влияние тугоплавких элементов оказывается более весомым, чем их благотворное влияние, так что для повьш1ения противоокислительной стойкости их обычно в суперсплавы не вводят. Но поскольку тугоплавкие элементы не равнозначны, то некоторые из них использовать предпочтительнее, чем другие. Представляется, например, что тантал, не вызывает столь вредных последствий, как вольфрам или молибден, поэтому он один из тех тугоплавких элементов, которые следует предпочесть. Вольфрам, молибден и ванадий ведут себя примерно одинаково, но вольфрам определенно сильнее снижает. скорости обменной диффузии, чем остальные элементы, и, следовательно, более, чем другие способен к неблагоприятному влиянию в отношении избирательного окисления. Оксиды ниобия не являются защитными, поэтому его присутствие в составе окалины нежелательно. Рений применяли в суперсплавах в ограниченных масштабах его влияние, по-видимому, аналогично влиянию ниобия. Гафний и цирконий часто вводят в суперсплавы в небольших количествах, они значительно улучшают прочность связи окалины с основным сплавом. [c.32]

При обычных температурах и атмосферном давлении минеральт ные масла в объеме (в толстом слое) почти не окисляются, при повышении температуры окисление ускоряется изменение физико-химических свойств масел при температуре 100 °С исчисляется сутками, а при 250 °С — минутами. Скорость окисления значительно изменяется в присутствии металлов, в особенности их окислов и металлических мыл. Свинец является наиболее сильным катализатором окисления за ним следует медь и железо. Алюминий почти не оказывает влияния на процесс окисления. Каталитическое действие других металлов слабое, они могут даже тормозить окисление. Наличие воды в масле, как показывают опыты Н. М. Черножукова, делает окисление более интенсивным. [c.367]

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]

Как уже отмечалось, скорость окисления титана при температурах 600—700°С почти наверное определяется скоростью диффузии анионных вакансий, в двуокиои этого металла, поскольку двуокись титана является проводником -типа. Снижение скорости окисления титана, вызывае.мое добавками паров трехокиси зольф1рама к кислороду, отмечалось нами раньше (см. рис. 43). Легирование титана металлами высшей и низшей валентностей должно приводить равным же образом соответственно к замедлен, по или ускорению окисления этого металла. Авторы статьи [238] исследовали влияние добавок вольфрама, молибдена, хрома, тантала и ванадия в количестве 1% к титану, но значения свободной энергии окисления всех этих металлов. имеют менее отрицательную величину, чем у титана, так что ожидаемый эффект добавок должен был быть незначительным, как это оказалось на самом деле, хотя добавки молибдена приводили к некоторому повышению сопротивления титана окислению, а добавки хро.ма его несколько понил<али. В этих двух случаях влияние добавок соответствовало тому, что предсказывает теория. [c.170]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...