Окисление сплавов железа

Окисление сплавов железа, особенно сплавов железо—углерод (стали и чугуны), протекает несколько иначе, чем окисление чистого железа. В этом случае образованию окалины сопутствует процесс обезуглероживания, интенсивность которого с ростом температуры возрастает. [c.72]

Рис. 70. Схематическое изображение хода процесса окисления сплавов железа с хромом (Моро [490])

НИИ ЭТИХ сплавов алюминий утрачивается. Относительная убыль веса была максимальной для сплавов с низким содержанием алюминия (например, 60% после ЮОО-ч окисления сплава железа с 1,5% А1 при 1200° С) и значительно уменьшалась с повышением содержания алюминия (от 5 до 6% при тех же условиях для сплавов с содержанием 7,5—9,5% А1). [c.324]

Внутреннее окисление, как правило, не наблюдается у сплавов на основе Сс1, РЬ, 5п или 2п. Однако этот вид разрушения был обнаружен при окислении сплавов Ма—РЬ, А1—5п и Mg—5п [241. Менее склонны к внутреннему окислению сплавы железа зафиксированы случаи появления этого вида разрушения у сталей, содержащих N1, Со или Мо [21]. [c.159]

Данные по окислению сплавов железа с алюминием (с содержанием алюминия до 10 /о) приведены в табл. 1. [c.666]

Рис. 1. Окисление сплавов железа с алюминием при 1100° на воздухе в зависимости от содержания хрома (для получения данных в мг/дм -сутки надо потерю веса умножить на 240).

Окисление бинарных сплавов железа имеет ряд особенностей [c.97]

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]

Рис. 98. Влияние содержания различных элементов на относительную скорость окисления железа на воздухе в интервале температур 900—1000 С, F — отношение скорости окисления сплава к скорости окисления железа

Обезжиривание 252, 253 Обесцинкование 28, 332—334 Обработка воды 278 сл. гидразинная 275, 276 добавлением ингибиторов 287 сл. добавлением щелочи 285 сл. котловой 284—288 силикатная 279 сульфитная 275, 291 удалением газов 285, 291 Окалина 188, 191, 203, 253 Окисление 188 сл. внутреннее 203 железа 204—206 катастрофическое 200 меди 202, 203 начальные стадии 189— 191 сплавов железа 204 сл. теория Вагнера 194— 196 уравнения 191—194 ускоренное 200 Оксидирование 246, 247 Оксиды металлов 192, 196, 199 Олово 239—241 [c.452]

Механизм окисления таких сплавов характеризуется следующим образом. В первой стадии окисляется железо с образованием оксидных слоев в той же последовательности, как- это имеет место при окислении чистого железа. Диффундирующий кислород растворяется в сплаве. Из-за преимущественного окисления железа [c.65]

Однако с увеличением скорости многим алюминиевым сплавам пришлось отойти на задний план при повышении температуры они теряли первоначальную прочность. Достаточно сказать, что детали из алюминиевых сплавов при нагреве до 260° теряют четверть первоначальной прочности. Легирующие добавки в виде железа, никеля и титана, образующие соединения, которые замедляют пластическую деформацию, способствовали сохранению эксплуатационных свойств этих сплавов. Введение в алюминий бериллия повысило модуль его упругости, а совсем незначительное количество лития улучшило его сопротивляемость окислению. Сплавы алюминия с этими присадками используют для изготовления самолетных [c.112]

В промышленном масштабе диффузионные покрытия применяют для металлов со сравнительно низкой температурой плавления, в основном на железной основе. Как известно, из конструкционных материалов, применяющихся в народном хозяйстве, около 90 % составляют сплавы железа, поэтому их предохранение от коррозии является задачей первостепенной важности. Диффузионные покрытия наносят обычно в целях повышения стойкости к коррозии, высокотемпературному окислению и истиранию. Наиболее совершенные антикоррозионные слои — покрытия на основе хрома и его сочетаний с [c.136]

Сплав АЛ8 чрезвычайно чувствителен к примесям железа и кремния, снижающим его прочность и пластичность. Поэтому содержание каждого из них не должно превышать 0,3%. Литейные свойства сплава низкие. Для устранения окисления сплава в жидком состоянии в него вводят небольшие количества бериллия и титана. [c.86]

В результате введения в сталь хрома, алюминия и кремния создаются условия для защиты металла от окисления, так как эти элементы образуют на поверхности прочные окисные пленки. Однако сплавы железа с А1 и Si хрупки и большого практического значения не имеют. Наибольшее применение получили хромоникелевые жароупорные стали [c.579]

Устранение большинства недостатков традиционной технологии переработки окисленных никелевых руд достигается при их переработке на ферроникель — сплав железа с никелем, в который переходит и кобальт. Этот способ в последние годы получает все большее распространение и относится к восстановительным процессам. [c.205]

Сталь — это сплав железа с углеродом, содержание которого не превышает 2,14 %. Кроме того, в ней содержатся постоянные примеси (Мп, Si, S, Р) и в ряде случаев легирующие элементы (Ni, Сг, V, Мо, W и др.). Сырьем для производства стали является передельный чугун, выплавляемый в доменных печах, лом и ферросплавы (см. рис. 10,1). Если сравнить содержание основных примесей в чугуне и стали, можно сделать вывод, что сталь отличается от чугуна только их количеством в чугуне содержание углерода, кремния, марганца, серы и фосфора выше, чем в стали. Поэтому основная задача передела чугуна в сталь состоит в удалении части этих примесей с помощью окислительных процессов. Механизм этого окисления не зависит от типа сталеплавильной печи. Наиболее часто для этой цели используют мартеновский, кислородно-конвертерный и электродуговой способы. [c.176]

Склонность к окислению различных фаз в сплавах железа [67]. В порядке уменьшения склонности к окислению [c.172]

К первой группе относятся низкоуглеродистые стали и некоторые сплавы на железной основе, ведущим элементом которых по термодинамическому потенциалу окисления является железо. [c.162]

Внутреннее окисление заключается в селективном окислении менее благородного компонента внутри сплава. Чаще всего это происходит на границах зерен. Указанное явление ведет к ухудшению прочностных характеристик сплава вследствие нарушенного сцепления зерен, придает сплаву хрупкость. Внутреннему окислению подвержены, в основном, сплавы на основе меди и серебра, легированные незначительными количествами алюминия, цинка, кадмия и бериллия. Этот вид коррозии встречается также у сплавов.железа, никеля и кобальта, в которых селективному окислению подвергаются добавки алюминия и хрома. Наиболее действенной предохранительной мерой против внутреннего окисления является увеличение концентрации легирующих добавок. [c.71]

Рис. 1.116. Кинетика окисления железа (высокой чистоты) и сплавов железа с молибденом при 1000 С в кислороде [357].

Есть основания думать, что зародыши часто появляются па местах выхода дислокаций. Так, образование зародышей СнЗ на меди показывает, что они располагаются вдоль границ субзерен, делая легко видимой нолигонизадию (рис. 11,21) [14]. Зародыши СнаО на меди, полученные в атмосфере кислорода при малом давлении, изображены на рис. 11,22. Как видно, ориентация зародышей зависит от ориентации кристаллитов меди. Зародыши СгдОз, полученные при окислении сплава железа с 23% Сг, показаны на рис. 11,23. В последнем случае, ввиду высокой активности компонентов сплава, приходится сильно понижать парциальное давление кислорода, используя газовую смесь, состоящую из паров воды и водорода, ро, определяется равновесием диссоциации водяного пара, которое зависит от температуры и отношения Рп.о/РЛг- [c.85]

На первых порах окисление сплавов железа с хромом происходит довольно быстро. Пока толщина пленки окалины не достигнет приблизительно 1000 А, сопротивление окислению у чистых углеродистых сталей даже выше, чем у этих сплавов [761]. Но как только образуется слой, состоящий либо из (Сг, Ее)гОз, либо из ЕеСгг04, либо же из обоих этих сложных окислов, ока лнна начинает проявлять свою защитную способность [489, 760, 761]. В сплавах, содержащих не менее 13% Сг, защитное действие слоя начинает сказываться даже тогда, когда он достигает весьма малой толщины. Е сли же к сплаву присажен марганец, даже в количестве нескольких десятых долей процента, то в окалине может содержаться большое количество МпСгг04 [489]. [c.326]

При температурах выше 800° С окисные слои проявляют тенденцию к растрескиванию, как об stojM свидетельствуют кривые Ат = /(/) [169, 352, 477]. Механизм самовоспламенения окисных слоев рассматривался нами в подразделе о сложной окалине (гл. 2). Однако защитную пленку, состоящую главным образо.м из FeO СггОз, надежнее создавать с самого начала посредством избирательного окисления, поокольку, по данным Мак-Калафа, Фонтана и Бека [352], она лучше образуется в менее тяжелых условиях, т. е. при более низких температурах и меньшем да1влении кислорода. С повышением концентрации кислорода в газовой среде окорость окисления сплавов железа с хромом возрастает. [c.327]

Фиг. 72. Окисление сплавов железа с хромом (а) и с алюминием (б) при различных температурах в зависимости от сод ержания элемента в сплаве.

Каплан и Коен пытались установить связь между числом перегибов на кривых окисления сплавов железо-хром и числом слоев окалины, обнаруженных на образце, которые, вероятно, являются перекрытиями после- [c.52]

При нагреве в воздухе или продуктах горения тошшва сплавы железа с углеродом подвергаютоя окислению, особенно быстрому прк температурах выше 600 С, и покрываются продуктами коррозии. [c.17]

В механизме окислительного изнашивания важную роль играют строение окисных пленок и их механические свойства. Строение и свойства пленок окислов в значительной степени зависят от их толщины. Тонкие сплошные пленки (1-10) 10 м, как правило, образуются при невысоких и умеренных температурах. Однослойная окалина (окисная пленка) образуется только на чистых металлах с постоянной валентностью, например на алюминии и никеле. Металлы с переменной валентностью (железо, медь, кобальт, марганец), имеющие различные степени окисления, могут давать многослойнук окалину - несколько окисных фаз, отвечающих различным степеням окисления. Порядок расположения слоев от внешней к внутренней поверхности будет соответствовать убыванию содержания кислорода в каждой окисной фазе. Однако эти же металлы в определенных условиях окисления могут образовывать практически однофазные слои, отвечающие одной степени окисления. Более сложная картина наблюдается при окислении сплавов. Металлы, входящие в состав сплавов, обладают различным сродством к кислороду. Это обстоятельство и разная скорость диффузии металлов в пленке окислов обусловливают более или менее сильную сегрегацию атомов металла в окисной пленке. В сложных сплавах при окислении происходит обогащение или обеднение пленки окислов элементами, входящими в сплавы. При этом степень обогащения ИЛИ обеднення зависит от сродства металла к кислороду и от скорости диффузии металла в слое окисла. [c.131]

Хорошие защитные свойства имеет сплав железа с никелем. При взаимодействии оксидов железа с NiO образуется шпинель, чему соответствует стехиометрический состав NiFe04, а нестехио-метрический состав имеет формулу ЫьРез а 04. Здесь, в начальной стадии коррозии происходит, в основном, окисление железа, приводя к постепенному обогащению никелем границы раздела между сплавом и оксидом и тем самым подавляя образование FeO, а также усиливая возникновение шпинели. [c.66]

Алюминий, присаживаемый к никелю и никельхромовым сплавам, повышает сопротивление окислению. Наиболее высокую окалиностойкость имеет сплав (ЭИ652) с 27% Сг и 3% А1 (см. рис. 27). Вольфрам и молибден несколько ухудшают жаростойкость никеля и нихрома, но их отрицательное влияние в этих сплавах значительно меньше, чем в сплавах с железом. Весьма характерной особенностью является то, что при окислении сплавов с высоким содержанием Мо не обнаружено летучей окиси молибдена, как это имеет место у никельхромистых сталей. [c.222]

При нагреве в воздухе или продуктах горения топ.аива сплавы железа с углеродом подвергаются окислению, особенно быстрому при температурах выше 600 С, покрываются продуктами коррозии. Железо образует три оксида вюстит FeO, магнетит Рез04 и 1ематит РегОз.В зависимости от условий коррозии окалина может иметь сложное строение (например, FeO + Рез04 + РбгОз) либо более простое, состоящие из одного оксида (например, FeO). [c.37]

После отжига металлические детали окисляются. Окислы, образующиеся на сплавах железа и никеля с кобальтом и хромом, имеют более высокое сцепление со стеклом, чем окислы на сплаве железоникель. Цвет поверхности сплава должен быть после обработки мышино-серым, а для хромистых сталей—с зеленоватым оттенком. Черный цвет спая свидетельствует об избыточном окислении, металлический блеск поверхности — о недостаточном оиислении. После окисления или гальванической обработки детали спаиваются со стеклом непосредственно, специальные детали — после нанесения на них стеклянного покрытия. [c.312]

С введением в сплав железа наблюдается тенденция к заметному снижению числа дефектных участков и их самозалечиванию на первой стадии окисления, а при повышении содержания алюминия до 4 % дефектных участков не наблюдается вообще. Существует определенная связь между составом отслаивающейся с нагревателей окалины (рис. 39) и ее количеством (рис. 37). Время появления в окалине 10 - 15 % окислов (Сг .Ре, )2 0з и Ni Fe, (СгуРе, )04, свидетельствующих о наступлении второй стадии окисления, соответствует началу заметного возрастания количества отслаивающейся окалины. Эта закономерность, однако, слабо выражена в случае нагревателей, имеющих уже на первой стадии значительное число дефектных участков. [c.79]

Редкоземельные металлы и иттрий слабо растворимы в сплавах на основе железа. Но даже этой малой растворимости бывает достаточно, чтобы заметным образом улучшить обрабатываемость сплавов железа с хромом, облагородить их структуру и повысить высокотемпературное сопротивление рекристаллизации. Добавка 1% иттрия к такому сплаву железа с хромом, как AISI-446, повышает высокотемпературное сопротивление окислению с 1100 до 1480°, обусловленное образованием самозалечивающейся защитной оксидной пленки. В то же время добавки иттрия к аустенитиым нержавеющим сталям и сплавам на основе никеля их сопротивления окислению не повышают [16]. [c.611]

Существует восемь состояний окисления от О (цианамидный комплекс) до 7. Упругость паров марганца при 1828 К составляет 13,3322 кПа, а при 2093 К 66,66 кПа, поэтому при выплавке марганца, его сплавов и высокомарганцовистых сталей всегда наблюдаются потери марганца в улет, которые тем больше, чем выше температура процесса и содержание марганца в металле. В жидком состоянии железо И марганец полностью взаимно растворимы, химических соединений они Не образуют. Сплавы железа с 75—85 % Мп легкоплавки, температура [c.143]

СТАЛЬ — сплав железа с углеродом, с металлу])гич. ирнмесями марганца, кремния, серы, фосфора. Обычная, т. п. углеродистая, С. содержит С 0,05—1,5%, Мп 0,1—1%, Si до0,4%, S до 0,08%, Р до0,1%. При большем содержании примесей или при добавке др. спец. примесей С. паз. легированной. С. может быть изготовлена из чугуна путем частичного удаления из него углерода окислением этот способ получил паиболыпее распространепие в совр. металлургии. Др. возможный путь получения С. заключается в восстановлении железа из железной руды и введении в него требуемого количества углерода и др. примесей. С. может быть получена в жидком, тестообразном, твердом состояниях. [c.195]

Двойные сплавы. В сплавах железо-хром при добавке хрома скорость окисления железа уменьшается в тем большей мере, чем выше содержание хрома (рис. 14.14). Причина тому — образование в качестве компонента фазы окалины РеСг204, доминирующей на сплавах, содержащих >15 % хрома. Важным фактором является отсут- [c.417]

В сплавах железо-никель никель слабо влияет на жаростойкость железа. Введение никеля до 30 % не изменяет качественный состав окалины, образующейся на железе (трехслойная окалина FeO—-Fea04—FegOg). Под FeO формируется гетерогенная зона, состоящая из FeO, в которой имеются частицы сплава, обогащенные никелем. При большей концентрации никеля образуются шпинельная фаза NiFe204 и Ni. Стали, легированные никелем, устойчивы к окислению при отсутствии в газовой фазе серы и ее соединений, а также водяных паров. Последние способствуют коррозионному растрескиванию стали. Скорость окисления сплавов, содержащих 30. .. 40 % Ni, близка к таковой для чистого никеля. [c.418]

В сплавах железо-алюминий добавки алюминия повышают стойкость железа к окислению, что связано с образованием на поверхности сплавов пленки AI2O3, а при высоких температурах -— шпинели FeAlaOi- При содержании А1 в сплаве 8. .. 10 % скорость окисления железа при 900 °С снижается в 30. .. 35 раз. Оксидные пленки, образующиеся на высоколегированных сплавах Fe—А1, склонны к отслаиванию. Эти сплавы малопластичны и обладают невысокой жаропрочностью. [c.418]

В сплавах железо-кремний при концентрации кремния 3. .. 10 % стойкость сплавов к окислению возрастает при Т < 1000 °С в —15 раз по сравнению с чистым железом. Повышение эффекта можно получить предварительным окислением сплавов в смеси Hg—НдО с целью получения пленки SiOg. При обычных условиях на поверхности сплавов образуется слой файялита — Fe2Si04. Внутреннее окисление сплавов с образованием частиц SiOg в железной матрице происходит при концентрации Si < 6 %. [c.419]

Следует отметить, что скорость окисления сплава ЭИ559 при переходе к менее окислительным атмосферам увеличивается не так резко, как у сплава ЭИ652, что следует приписать наличию в сплаве ЭИ559 железа. [c.35]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...