Определение скорости окисления металлов при высоких температурах

Определение скорости окисления металлов при высоких температурах [c.26]

Толщина оксидной пленки и скорость окисления существенно зависят от температуры. При очень низких температурах движение катионов металла и анионов кислорода через пленку невозможно — получается только пленка химически адсорбированного кислорода. При умеренных температурах, включая комнатную, движение через пленку возможно, но только под действием внутреннего электрического поля рост пленки почти прекращается по достижении определенной толщины. При очень высоких температурах пленка растет с постоянной скоростью. [c.377]

Сварка труб при высокой температуре нагрева требует высокой степени стабилизации режима по электрической мощности, времени действия источника и силе сдавливания и скорости осадки. Работы по определению оптимальных режимов сварки были продолжены в направлении снижения температуры нагрева металла и отыскания средств защиты его от окисления. [c.51]

Хотя обычно применяемые металлы, как, например, медь или простая сталь, достаточно хорошо сопротивляются окислению при средних температурах в условиях высоких температур, когда диффузионные процессы идут с большой скоростью и, особенно, если металл подвергается истиранию или механическому напряжению, необходима более высокая степень сопротивления. В этих случаях приобретают особую ценность свойства алюминия, хрома и кремния, которые, усиливая непроницаемость пленок, сообщают стали сопротивление газовой коррозии. Однако хороший жаростойкий материал должен быть не только достаточно химически стойким, но также иметь соответствующие механические свойства и, в особенности, противостоять ползучести при высоких температурах. Механическая прочность и химическая устойчивость сопутствуют до некоторой степени друг др)ту. Пластическая и даже, возможно, упругая деформация металла ведет к определенной опасности разрыва защитной окисной [c.144]

В инженерной практике необходим материал, окисление которого прекращается до того как произойдет значительная потеря толщины, что может наблюдаться даже при довольно высоких температурах, если образовав-щаяся окисная пленка не повреждена и имеет соответствующую толщину. Толстая пленка легче разрушается, чем тонкая. В самом деле, если коэффициент расширения окисла и металла различен, то по достижении пленкой определенной критической толщины во время охлаждения обязательно произойдет отслоение. Поэтому рекомендуется, по крайней мере для наиболее высоких температур, выбирать материалы, у которых скорость окисления замедляется при образовании тонкой пленки. [c.29]

Однако прямолинейный рост может возникнуть и по другим причинам. Если окисная пленка образуется при деформации (чтб, как будет указано ниже, часто возникает, когда пленка растет при движении кислорода внутрь, а не металла наружу), то при высоких температурах пленка может разрушаться и отслаиваться с такой же скоростью, как и образовываться. Это разрушение пленки без воздействия каких-либо внешних сил можно ожидать, если образовалась определенная критическая толщина деформированного окисла по причинам, аналогичным тем, которые приведены на стр. 29 (особенно в сноске). Таким образом, можно ожидать, что приблизительно за равные промежутки времени пленка перестает быть защитной и окисление ускоряется в результате скорость окисления примерно постоянна (см. также фиг. 120, е, стр. 672). [c.36]

При несколько более низких температурах механического разрушения не происходит, по крайней мере за время, пока не достигнута критическая толщина. Таким образом, мы можем получить утолщение пленки по параболическому закону в промежуточной области температур и прямолинейный прирост толщины при высоких температурах. К металлам, на которых пленки растут приблизительно по параболическому закону при промежуточных температурах и приблизительно по прямолинейному при более высоких, относятся алюминий, торий, ниобий и уран. Другие металлы, как хром и никель, обнаруживают внезапное увеличение скорости окисления при определенной толщине пленки, что, вероятно, происходит следующим образом на хроме в области 950—1050° С ускорение окисления происходит, когда толщина достигает 4800 А, выше 1050° С вторичное ускорение происходит при 4200 А. На никеле пленки скалываются при 1000° С [14] . [c.36]

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]

Жаропрочность — способность металлов выдерживать механические нагрузки без существенной деформации и разрушения при повышенной температуре. Основные критерии оценки жаропрочности (например, на срок 100 тыс. ч) предел длительной. прочности Одп— напряжение, при котором металл разрушается через 100 тыс. ч работы (испытания) при высокой (выше 450 °С) температуре условный предел ползучести % — напряжение, которое при рабочей температуре вызывает скорость ползучести металла Уд = Ю %/ч, что соответствует 1 %-ной суммарной деформации за 100 тыс. ч или Va = Ю мм/ч. Окалиностойкость (жаростойкость) — характеризует способность стали сопротивляться окисляющему воздействию газовой среды или перегретого пара при температуре 500—800 °С и выше без заметного снижения ее механических свойств в течение расчетного срока службы. Критерием окалиностойкости служит удельная потеря массы при окислении металла за определенный период времени, например за 100 тыс. ч. [c.222]

При сварке расплавленный металл активно взаимодействует с окружающей газовой средой и флюсами, нагретыми до высоких температур. Процессы взаимодействия протекают с большими скоростями. Однако в связи с кратковременностью существования расплава и вступлением во взаимодействие все новых порций реагирующих фаз большинство реакций в сварочной ванне полностью не завершаются и состояние равновесия не достигается. Металлургические процессы сопровождаются химическими реакциями, которые приводят к окислению, раскислению, легированию сварочной ванны определенными элементами, растворению и выделению в ней газов и др. [c.25]

Измерение высоких температур связано с трудностями, обусловленными большими скоростями процессов диффузии, окисления, изменения кристаллической структуры и т. п. Поэтому только платина и ее сплавы с металлами платиновой группы пригодны для длительной эксплуатации в окислительных средах. При этом платина проявляет склонность к выделению из сплавов в виде летучей окиси, которая в определенных условиях восстанавливается до платины. При длительной эксплуатации восстановленная платина образует нитевидные кристаллы, которые могут шунтировать электроды термопары, снижая ее показания. Для инертной среды и вакуума применяются различные тугоплавкие металлы и их сплавы. [c.252]

Газы, растворенные в металлах, можно разбить на три группы физически адсорбированные (главным образом компоненты воздуха и углеводороды) газ в приповерхностном слое в виде окислов и других химических соединений газы в объеме металла. Для большей части металлов при термическом обезгаживании выделяется преимущественно водород для стали, вольфрама, молибдена следует еще учитывать выделение азота (кислород при термическом обезгаживании выделяется в незначительном количестве). Количество газов, адсорбированных на поверхности, можно уменьшить за счет получения более гладких поверхностей и предохранения их от окисления. Физически адсорбированные газы удаляются в вакууме при нагреве до 473—573 К в течение нескольких минут. Для удаления адсорбированных газов с шероховатых поверхностей или покрытых окислами необходима более высокая температура. При этом следует правильно сочетать скорость отвода газов от поверхности детали со скоростью нагрева. Несоблюдение определенного соответствия может привести к хемосорбции и химической реакции (образованию окислов, нитридов, гидридов). Температура нагрева и время выдержки при ТВО для объемного обезгаживания определяются несколькими факто- [c.215]

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]

На фиг. 80 приведена зависимость механических свойств стали марок 15 и У7 от температуры [25]. Из кривых видно, что при нагревании относительное удлинение б у этих сталей возрастает, а предел прочности падает. Так, например, у стали марки 15 при нагреве ее до 1200° С предел прочности падает с 43,9 до 1,4 кПмм , а относительное удлинение возрастает с 32,9 до 65,1%. Аналогичная зависимость имеет место и для других сталей [25]. Однако имеются случаи, когда нагрев не увеличивает способность металла к ковке например, обыкновенный чугун является нековким металлом. При нагреве у чугуна снижается предел прочности и удлинение, т. е. изменяются механические свойства в направлении понижения ковкости. Поковки высокого качества получаются только при правильном нагреве металла и ковке в пределах установленных температур. Правильно нагревать металл — это значит нагревать его со всех сторон равномерно с определенной скоростью, до определенной температуры и с наименьшей потерей на угар. Неправильный нагрев может-привести и к ряду пороков в металле повышенному окислению, трещинам и рванинам, обезуглероживанию, перегреву, пережогу и др. [c.146]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...