Ниобий Жаростойкость и защита от окисления

Отсутствие пор и трещин в диффузионном боридном слое подтвердили также коррозионные испытания борированные образцы после 500-Ч выдержки в 50%-ных растворах серной, соляной и азотной кислот не имели ни потери в массе, ни дефектов в покрытии (при 20° С). Испытания на жаростойкость при 1000° С на воздухе показали, что боридные покрытия на ниобии не могут служить защитой его от окисления при этой температуре. [c.202]

Наиболее подходят для выбора материалов жаростойких покрытий жаропрочных сплавов, работающих в окислительных газовых средах в температурном интервале 1200... 1700 °С, силицидные системы. Главным их достоинством является образование при высокотемпературном окислении сплошной само-залечивающейся стекловидной окалины 8102, малопроницаемой для кислорода. Покрытия этой системы используют в основном для защиты сплавов на основе тугоплавких металлов (особенно на основе ниобия, молибдена) и углеродных материалов (углеграфитовые и угле-род-углеродные композиционные материалы). В многокомпонентных силицидных покрытиях основным слоем, определяющим формирование защитной окалины, наиболее часто является либо легированный дисилицид молибдена, либо твердые растворы тугоплавких дисилицидов, модифицированные для улучшения защитных, технологических и эксплуатационных свойств бором, иттрием, переходными металлами IV - VII групп Периодической системы элементов Д.И. Менделеева. [c.234]

В настоящее время общепризнано, что наиболее перспективным способом защиты является нанесение покрытий. Низкая жаростойкость ниобия и тантала вызвана образованием при их окислении растрескивающихся пленок НЬаОа и s 20 соответственно. При окислении молибдена и вольфрама образуются летучие высшие окислы, и, таким образом, эти металлы в атмосфере кислорода при высоких температурах интенсивно испаряются. Указанные различия в характере окисления данных двух групп металлов диктуют разные подходы к разработке мер их защиты. [c.3]

Чтобы ограничить воздействие окружающей атмосферы на металл шва, сварку надлежит производить короткой дугой на малых токах. Это обстоятельство обусловливает необходимость применения тонкой проволоки диаметром 0,7—1,2 мм. Наибольшие трудности при сварке незащищенной дугой создает повышенная склонность сварных швов к азотной пористости. С окислением легирующих элементов бороться проще, чем с пористостью. Угар элементов можно компенсировать, предусмотрев либо повышенное содержание их в проволоке, либо легирование ее легкоокисляющимися элементами, например алюминием для защиты титана. При сварке на воздухе азотная пористость швов более вероятна, чем при сварке в атмосфере чистого азота ( 4 гл. П). Чтобы преодолеть пористость, нужно легировать шов элементами, повышающими растворимость азота в аустените. К числу таких элементов относится прежде всего марганец. Полезным может оказаться и другой путь помимо увеличения растворимости азота связывание его в устойчивые нитриды. Здесь могут быть эффективными ниобий, титан, цирконий. Наконец, обнаружено положительное действие редкоземельных металлов, в первую очередь церия. В этой области предстоит еще сделать многое. Тем не менее, уже сейчас, особенно применительно к жаростойким сталям, таким, например, как сталь типа 25-20 (ЭИ417), а также сталь 1Х18Н10Т, можно в ряде случаев идти на монтажную сварку незащищенной дугой. [c.348]

Для защиты ниобия от окисления в процессе нагрева под де( юрма-цию применяются установки с нейтральной атмосферой (аргон или гелий). Промежуточный отжиг деформированных полуфабрикатов проводят в вакуумных печах. Можно применять также покрытия жаростойкими эмалями, напыление металлами, дающими защитные окислы (хромом, алюминием), или оболочки из нержавеющей стали. Многократные и продолжительные нагревы в процессе обработки не келательны, так как приводят к загрязнению металла на значительную глубину и охрупчиванию его с образованием трещин в поверхностном слое. Ниобий рафинируют от поглощенных газов нагреванием в вакууме не ниже 1 10" мм рт. ст. При нагреве до 700—900° С из металла выделяется водород, а при 1200— [c.549]

Особый интерес представляют покрытия из никель-алюминие-вых порошков, которые в процессе плазменного напыления образуют алюминиды никеля, отличающиеся высокой твердостью и жаростойкостью. В одних из первых работ [362—364], посвященных этому типу покрытий, рассмотрены некоторые особенности формирования никель-алюминиевых покрытий и их свойства. Напыление проводили порошком алюминия, частицы которого были покрыты слоем никеля. Обычно соотношение между количеством алюминия и никеля нужно выбирать из расчета получения в процессе формирования покрытия фазы NiAl, отличающейся наиболее высокими защитными свойствами среди других алюминидов никеля. Покрытие может быть успешно нанесено на стали различных марок, алюминиевые сплавы, титан, ниобий, тантал, молибден и другие металлические материалы. Покрытие характеризуется высокой сплошностью и прочностью сцепления с основой более 200 кПсм . Твердость покрытия достигает 75 HRB. Защитные свойства покрытий иллюстрируются следующими примерами при толщине до 0,25 мм оно защищает молибден от окисления при 1020° С на воздухе более 200 ч, выдерживает многократный циклический нагрев до 980° С и сохраняет свою структуру и высокую жаростойкость вплоть до 1500—1600° С. Среди особо ценных свойств покрытия следует отметить хорошее сопротивление расплавам жидких стекол различных марок. В связи с этим оно нашло применение для защиты стеклоформующих инструментов и оснастки [364]. [c.333]

Легирование было бы наиболее желательным способом защиты этих металлов от окисления. В отношении молибдена подобный способ, по-видимому, не применим, так как для этого необходимо ввести слишком много легирующих элементов (например, никеля), и такое легирование снизит как пластичность, так и жаропрочность. Жаростойкость ниобия повышается при. тегировании его титаном, алюминием,хромом вольфрама — ниобием и танталом однако сведений о практическом применении таких жаропрочных сплавов не имеется. На практике, для целей защиты тугоплавких металлов от окисления, пользуются поверхностными покрытиями, в первую очередь, плакированием никель-хромовыми сплавами (для работы не свыше 1100°) и диффузионным силицированием (для работы до 1600°). При силицировании образуется на поверхности изделия из молибдена силицид Мо51. , устойчивый до 1600° С. (При 1800° силицид молибдена плавится). К сожалению, эти силициды хрупки. Возможно применение и гальванических покрытий нике-.тем и хромом. Такие покрытия пластичны, но защищают они от окисления лишь до 1100—1200°С. [c.347]

Защита металлов от химической коррозии в основном заключается в их легировании добавками элементов, более стойких к окислению. Защита легированием основана 12, с. 215] на образовании соединений а) с малой дефектностью кристаллической решетки, обладающих низкими л<оэффициентамп диффузии по отношению к корродирующему агенту б) с кристаллической решеткой шпинелей (типа двойных окислов), обладающих повышенной химической стойкостью. Наиболее эффективными легирующими добавками, сообщающими железу жаростойкость, являются хром, титан, молибден, вольфрам, алюминий, тантал, ниобий. Благодаря их применению созданы коррозионностойкие стали для реактивной, ракетной, атомной и другой техники. [c.149]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...