Влияние примесей на окисление железа

ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ НА ОКИСЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА [c.462]

Взаимодействие струи кислорода с разрезаемым металлом происходит через ламинарный поверхностный слой, соприкасающийся со стекающими по лобовой поверхности реза жидкими окислами (шлаками). При интенсивном поглощении кислорода металлом слабое перемешивание газа в поверхностном ламинарном слое повышает, в нем концентрацию инертных примесей (азота, аргона, окиси углерода и др.) и увеличивает сопротивление слоя переходу кислорода из струи газа в шлаки и металл. Ламинарная прослойка проявляет эффект запирающего слоя , в котором тормозящее влияние примесей на скорость реакции окисления при изменении их содержания в кислороде многократно усиливается. Концентрация неактивных примесей в газовой прослойке непостоянна по сечению кислородной струи и увеличивается в нижней части реза в результате израсходования кислорода на окисление железа по мере врезания струи в глубь металла. Толщина этой прослойки зависит от исходного содержания примесей и аэродинамических условий, возникающих на границе соприкосновения кислородной струи с поверхностью реза. [c.8]

В техническом кислороде может содержаться от 0,2 до 2,0% (а иногда и более) газообразных примесей, состоящих в основном иа азота и аргона. Интенсивность окисления железа находится в прямой зависимости от концентрации кислорода на поверхности, подвергаемой окислению. В результате использования части кислорода на окисление распределение примесей по сечению кислородной струи неравномерно. Наибольшая концентрация примесей имеет место у поверхности металла. По мере проникновения кислородной струи в глубь металла активность реакции окисления уменьшается и нри недостаточной исходной чистоте кислорода рез может не дойти до нижней кромки. Для компенсации вредного влияния пониженной чистоты кислорода приходится либо увеличивать расход кислорода, либо уменьшать скорость резки (чаще последнее). [c.331]

Процессы в газовой фазе. Процессы, протекающие в газовой фазе, оказывают решающее влияние на интенсивность окисления железа. Одной из причин снижения скорости окисления является наличие инертных примесей в кислороде. В условиях резки содержание их зависит от исходной чистоты кислорода и взаимодействия струи кислорода с газами подогревающего пламени. [c.7]

Этим подтверждается справедливость выдвинутой гипотезы (см. гл. I, п. 1) о влиянии толщины ламинарной прослойки инертных примесей в струе кислорода на скорость окисления железа. [c.76]

Наличие шлаковой фазы, способной растворять оксиды железа, термодинамически благоприятствует окислению железа, так как переход оксидов в раствор повышает их устойчивость. Вследствие этого примеси металла, дающие шлакообразующие оксиды, на поведение железа оказывают двоякое влияние. С одной стороны, способствуя образованию шлаковой фазы, примеси облегчают протекание процесса окисления железа и перехода его в шлак. С другой стороны, примеси, имея большее сродство к кислороду, чем железо, препятствуют его окислению (поступающий в ванну кислород расходуется главным образом на окисление примесей). Это защитное действие примесей сказывается лишь до тех пор, пока не достигнуто равновесие реакций их окисления. [c.129]

Высокая стойкость циркония в деаэрированной горячей воде и паре представляет особую ценность при использовании в ядер-ной энергетике. Металл или его сплавы, как правило, заметно не разрушаются в течение длительного времени при температурах ниже 425 °С. Характерно, что скорость коррозии невелика в некоторый начальный период. Однако после определенной продолжительности контакта (от минут до нескольких лет — в зависимости от температуры) скорость коррозии резко возрастает. Как отмечают, это явление наблюдается на чистом и содержащем примеси цирконии после того, как потери металла достигают 3,5— 5,0 г/м . Аналогичное повторное ускорение окисления может происходить при еще больших потерях металла [55]. Если цирконий содержит примеси азота (>0,005 %) или углерода (>0,04 % то эти процессы протекают при более низких температурах [56 Негативное влияние азота ослабляют, легируя металл 1,5—2,5 % олова и уменьшая содержание железа, никеля и хрома. Такие сплавы называют циркалоями (см. выше). [c.380]

Твердофазное кислое флюсование связано с присутствием в составе сплава некоторых тугоплавких элементов, особенно молибдена, вольфрама и ванадия. Для предотвращения такой формы горячей коррозии необходимо поддерживать концентрацию этих элементов на достаточно низком уровне. Точное значение допустимой концентрации зависит от условий работы сплава. Практически нет никакой разницы в коррозионном разъедании сплавов на основе никеля, кобальта и железа, имеющих в своем составе тугоплавкие элементы. За исключением хрома все другие элементы не оказывают никакого заметного влияния на процесс твердофазного кислого флюсования. Однако так как для стимулирования этой формы горячей коррозии требуется достаточно сильное окисление тугоплавких металлов, то все элементы, способствующие селективному окислению алюминия или хрома в составе суперсплава, в известном смысле могут рассматриваться как примеси, подавляющие твердофазное кислое флюсование. [c.83]

Большое влияние оказывают примеси. Загрязнение воздуха СО2, SO2, парами воды вызывает повышение скорости газовой коррозии низкоуглеродистой стали в 1,3-2,0 раза. При увеличении содержания оксида углерода (II) — СО — скорость окисления стали понижается. Это явление связывают с тем, что при большом содержании СО на границе сталь-газ устанавливается равновесие 2СО С + СО2. Образующийся при этом атомарный углерод диффундирует в сталь с образованием карбида железа — цементита. Происходит науглероживание стали. Аналогичный процесс при высоких температурах может иметь место и в атмосфере углеводородов. Например, в среде метана устанавливается равновесие [c.58]

Основные методы защиты металлов от окисления при высоких температурах основаны на легировании, т. е. на получении сплавов, более стойких к газовой коррозии, чем обычные, не содержащие специальных легирующих примесей. Кривая рис. 52 показывает, как существенно повышается коррозионная устойчивость стали при легировании ее сравнительно небольшими количествами алюминия. На рис. 53 приведены обобщающие данные по влиянию легирования железа кремнием, алюминием, хромом, титаном и никелем на повышение жаростойкости сплава [6. Очевидно сильное влияние 51, А1 и Сг на повышение жаростойкости стали и малое влияние N1 и Т1 (при исследованных содержаниях этих легирующих примесей). [c.89]

I Еще один пример влияния примесей на окисление металлов приводится на рис. 73, заимствованном из 1аГьи ЗнберТа [оЗО]. 1 аК видно из графика, влияние тлерода на окалинообразо-ванпе определялось потерями в весе для сталей Б—Г) и армко-железа (Л). Содер-л<ание марганца, кремния, серы и фосфора было во то всех случаях примерно одинаковым (в среднем 0,6% Мп 0,2% 51 0,03% 5 и 0,02% Р). Однако содержание углерода с переходом от Б к Г возрастало от 0,15 до 0,90%. При этом, как видно из рис. 73, происходит не [c.204]

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]

Та1ким образом, влияние примесей качественно можно объяснить, когда образуются слои простых окисло1в и известен механизм проводимости. Однако влияние примесей на скорость окисления более сложно для металлов (и сплавов), образующих больше одного окисла, как например кобальт, медь и железо, В подобных случаях влияние примесей может взаимно компенсироваться и не поддается учету. Совокупное влияние примесей не всегда должно быть значительным. Валенси [532] исследовал, например, кобальт двух следующих /качественно отличных составов, % [c.203]

В. П. Костюченко и Д. Е. Овсиенко [128] наблюдали большой разброс (5—280° С) значений переохлаждения окисленного железа в объеме 12 см . В работе [129] исследовали влияние размера капелек диаметром 60— 250 мкм на величину переохлаждения Ni и Со при малой скорости теплоотвода ( 2 °С/с). Однако никакой зависимости переохлаждения от размера капельки не обнаружили. Интервал переохлаждений составил для Ni 370—470 и для Со 390—480° С. Влияние объема расплава на степень его переохлаждения может быть связано, во-первых, с действием активированных и изоморфных примесей. Если расплав содержит некоторое количество частиц, активных в отношении зарождения центров, то дробление вещества на достаточно малые объемы приводит к тому, что часть из них оказывается свободной от активных примесей, и переохлаждение в них достигает границы метастабильности. Другие объемы обнаруживают меньшие переохлаждения с большим разбросом. Во-вторых, в расплаве, не содержащем примеси, дробление объема вызывав увеличение переохлаждения, поскольку вероятность зарождения центра кристаллизация тем меньше, чем меньше объем расплава. [c.142]

Чистота кислорода. Наиболее обычными примесями кислорода является азот, аргон и водяные пары. Зависимость между чистотой кислорода и скоростью рег ш малоуглеродистой стали исследовалась многими. В настояще время установлено [3], что чем меньше примесей содержится в кислороде, тем выше скорость резки. Известно, что интенсивность окисления железа находится в прямой зависимости от концентрации кислорода на поверхности, подвергаемой окислению. В результате использования части кислорода на окисление, распределение примесей по сечению кислородной струи неравномерно. Наибольшая концентрация примесей имеет место у поверхности металла. По мере проникновения кислородной струи вглубь металла активность реакции окисления уменьшается и для компенсации вредного влияния пониженной чистоты кислорода приходится уменьшить скорость резки. Это подтверждается сравнительными данными, полученными при резке стали марки 1Х18Н9Т толщиной 10 и 40 мм. [c.86]

Углерод. Влияние углерода на реакции взаимодействия железа с кислородсодержащими газами определяется в большой мере обезуглероживанием при температурах выше приблизительно 700° С. Как известно и как это неоднократно подтверждалось (см., например, работу Остина [745]), обезуглероживание стали водородом сильно ускоряется в присутствии водяного пара или при использовании листовой стали с цветами побежалости. Если углеродсодержащее железо соприкасается с газом, содержащим кислород даже в малой примеси, то образующаяся окись углерода создает значительное давление. зависяп1ее от температуры, концентрации углерода в стали и концентрации кислорода с. газовой среде. Ясно, что выделение окиси углерода (наряду с углекислым газом) должно отразиться на окислении сталей. Этот выделяющийся газ препятствует н какой-то мере созданию [c.320]

На качество разрезаемых кромок большое влияние оказывает чистота режущего кислорода. От чистоты кислорода зависит его удельный расход и производительность резки. В техническом кислороде содержится от 0,2 до 2% азота, аргона и других примесей. С понижением чпстоты кислорода интенсивность окисления железа замедляется, продолжительность резки и расход кислорода возрастают. Для компенсации пониженной чистоты кнслорода приходится увеличивать его расход или уменьшать скорость резки. При понин<ении чистоты кислорода на 1% удельный расход кислорода возрастает на 25— 30%, а продолжительность резки — на 10—15%. Чистота кислорода влияет и на качество разрезаемых кромок. [c.127]

При окислении стали в первую очередь образуется закись железа. Последняя, будучи растворима в жидкой стали, непосредственно особо вредного влияния на процесс сварки не оказывает. При возрастании содержания закиси железа будут лишь несколько снижаться механические свойства металла шва. Однако повышение концентрации закиси железа вызывает развитие вторичных реакций. Находящиеся в стали примеси (С, Мп, Сг, 81, V, Т1,А1 и др.), упругость диссоциации окислов которых ниже упругости диссоциации закиси железа, начинают взаимодействовать с закисью железа с образованием газов (СО) или шлаковых включений (МпО, 8102, Сг20д и т. п.). Как окись углерода, так и остальные окислы практически в стали не растворяются. Поэто- [c.356]

Растворяющаяся в металлической ванне РеО окисляет другие примеси (51, Мп, С), получающиеся при окислении РеО и МпО, образуют с 5102 кислые шлаки Ре5Юз и Мп5Юз. Закись железа в шлаке можно заменить, добавляя марганцевую руду или известь, уменьшающие окислительную способность шлака. Как в кислой, так и в основной печи шлак оказывает огромное влияние на качество стали. [c.45]

Как следует из зависимости (211) и рис. 66, по ходу продувки скорость окисления углерода изменяется в широких пределах даже при постоянной интенсивности продувки (г оз onst). В начальный период продувки, когда преимущественно окисляются кремний и марганец и кислород накапливается в шлаке в виде оксидов железа, скорость окисления углерода минимальна и, как правило, не превышает 0,2%/мин. После окисления шлакообразующих примесей и достижения температуры ванны 1400—1450°С начинается интенсивное обезуглероживание металла, в результате чего резко уменьшается концентрация оксидов железа в шлаке. В этот период отмечается наибольшая склонность шлака к вспениванию, что в сочетании с интенсивным газовыделением усиливает выбросы металла и шлака из конвертора. Поэтому если в состав шихты входит известняк, то его дают именно в этот период. Под влиянием известняка осаживается вспененный шлак и одновременно быстро повышается основность, что способствует прекращению выбросов. В конце продувки при низких содержаниях углерода (продувка на малоуглеродистую сталь) скорость окисления углерода уменьшается, что объясняется кинетическими и термодинамическими особенностями процесса окисления углерода. [c.327]

Таким образом, наряду с чистотой исходных химических реактивов существенное влияние на мощность светоослабления стекол и ВС из них и на зависимость затухания от длины волны излучения оказывает технология синтеза стекол. Например, одним из способов синтеза МКС является [27, 66] перевод за-кисной примеси железа Ге + путем дополнительного окисления в окисную Ре +, что снижает светопоглощение стёкол (см. табл. 2.3) в рабочем диапазоне длин волн современных ВОЛС. Примеси ионов железа и меди являются особо интенсивными светоослабителями в натри-ево-боросиликатных и натриево-кальциево-силикатных МКС. Кроме того, в этих МКС, по сравнению с кварцевым стек- [c.45]

Нагревание осуществляют паяльной лампой или специальными нагревательными приспособлениями. После того как окисление началось, необходимая температура (450—500°) поддерживается теплом самой реакции. Метиловый алкоголь, применяемый для получения Ф., не должен содержать ацетона свыше lVa%. так же как и высших кетонов или других органич. соединений, отравляющих катализатор. В случае применения синтетического йетанола последний должен быть освобожден от примеси карбонила железа, являющегося сильным каталитическим ядом. Подобными ядами являются также хлор, НС1, SOa, соединения мьпньяка, серы и т. д. На ход процесса окисления и выход Ф, большое влияние имеет состав реакционной смеси. Согласно экспериментальным исследова-ниям(Леблан и Плашке) оптимальное соотношение по весу между кислородом и метиловым алкоголем следующее [c.39]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...