Железо — углерод — цирконий

В Англии был запатентован прямоточный способ [34] диффузионного насыщения железа, никеля, кобальта, титана, циркония, молибдена, вольфрама, ниобия и тантала хромом, алюминием, марганцем, молибденом, вольфрамом, титаном, медью, цирконием, никелем, углеродом, азотом, серой, цинком и кадмием в смеси бромидов насыщающих металлов с водородом и аргоном при нагреве детали токами высокой частоты. Бромиды металлов получали в результате продувки водорода, насыщенного парами брома, через нагретый порошок диффундирующего элемента. Процесс хромирования железа при 1373—1473 К этим способом по сравнению с обычными методами ускорялся в 10 раз [34 ]. [c.169]

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]

Для повышения температуры полиморфного превращения а-ти-тана вводят алюминий, кислород, азот и углерод для понижения температуры полиморфного превращения уЗ-титана добавляют цирконий, ниобий, ванадий, молибден, марганец, железо, хром, кобальт и др. [c.298]

Относительное сужение отожженных прутков реакторного циркония, содержащего примеси (ч. на 1 млн.) кислорода 1050, углерода 149, железа 260, гафния 84, кремния 49, алюминия 28, азота 36, увеличивалось с повышением температуры от 37 % при —196°С до 99 % при -(-727 С (рис. 34) [1]. [c.88]

Железо очень высокой чистоты (полученное многократным электронно-лучевым бестигельным плавлением и последующим циклическим рафинированием в чистом водороде, выделенном из гидрида циркония при связывании примесей углерода, азота, кислорода и серы металлическим цирконием) при содержании углерода и азота менее 10 % и сумме примесей кислорода, азота, углерода, серы и фосфора, [c.150]

Цирконий сильно окисляется воздухом при температуре 300— 400° С, то весьма устойчив в воде. Он пригоден для изготовления защитных оболочек тепловыделяющих элементов, охлаждаемых водой или жидкими металлами (натрием, калием). Нелегированный цирконий теряет свою стойкость в воде при температуре 300—320° С. Следовательно, стойкость его сильно зависит от температуры. С добавлением к цирконию 1,5% олова, 0,12% железа, 0,05% никеля и 0,1% хрома (циркалой 2) окисная пленка не разрушается. Сплав циркалой 2 устойчив в воде и паре при высоких температурах. С увеличением концентрации азота и углерода в сплаве стойкость его в водяном паре при высоком давлении понижается. Стойкость сплава сильно зависит и от состояния его поверхности чем чище обработана поверхность, тем выше стойкость сплава. Гладкая поверхность достигается травлением в 35-процентной азотной кислоте с концентрацией 1—2% фтористого водорода, при комнатной температуре. Скорость равномерной коррозии циркония при высоких температурах обычно не превышает 0,01—0,02 мм год. В воде, содержащей кислород, при температуре 318° С скорость его коррозии составляет 0,01—0,1 мг смР--мес. Поведение циркония в воде-при температуре 316° Сив паре при температуре 400° С одинаково. С повышением давления пара при температуре 400° С от 1 до 100 ат скорость коррозии увеличивается в 20—40 раз. Во время облучения в воде при температуре 283° С и потоке нейтронов 10 п см скорость коррозии сплава циркония была в 50 раз выше, чем без облучения. Срок службы защитных оболочек из циркония примерно два года. [c.297]

Наиболее жесткие требования предъявляются к присутствию в уране таких примесей, как гафний, бор, кадмий, редкоземельные элементы (особенно европий, гадолиний, самарий), обладающих очень большими сечениями захвата нейтронов (сотни и тысячи барн). За ними следуют литий, хлор, марганец, кобальт, серебро (их сечения находятся в диапазоне 10—100 б). На порядок ниже (1—10 б) сечения захвата азота, калия, титана, ванадия, хрома, железа, никеля, меди, цинка, ниобия, молибдена, тория, мышьяка, лантана менее значительны сечения захвата (0,1—1,0 б) натрия, алюминия, циркония, кремния, фосфора, серы, кальция, свинца, церия менее 0,1 б — бериллия, углерода, кислорода, фтора и магния. [c.185]

Технически чистые металлы (99,9 % основного металла), как правило, характеризуются низкими прочностными свойствами, поэтому в машиностроении применяют главным образом их сплавы. Сплавы на основе железа в зависимости от содержания в них углерода называют сталями или чугунами на основе алюминия, магния, титана и бериллия, имеющих малую плотность, - легкими цветными сплавами на основе цинка, кадмия, олова, свинца, висмута и других металлов - легкоплавкими цветными сплавами на основе меди, свинца, олова и др. - тяжелыми цветными сплавами на основе молибдена, ниобия, циркония, вольфрама, ванадия и др. - тугоплавкими цветными сплавами. [c.7]

Обнаруженная Юнгом и Ратенау прямолинейная зависимость величины деформации от внешней нагрузки в дальнейшем была подтверждена многими авторами. Гринвуд и Джонсон [304] наблюдали ее при термоциклировании урана, циркония, кобальта, титана, железа и его сплавов с углеродом. Термоциклы они производили в интервале 50° С вокруг точки полиморфного равновесия, и во всех исследованных материалах при небольших нагрузках имела место прямолинейная зависимость (рис. 21, 22). Лишь при высоких нагрузках эта связь нарушалась и темп удлинения быстро возрастал. Линейная зависимость деформаций от на- [c.68]

Многие фирмы специализируются на применении различных защитных покрытий, особенно эвтектических сплавов на основе никеля, кобальта или железа с добавками хрома, кремния, бария и углерода. Для покрытия поверхности инструмента, используемого при обработке металлов давлением, применяют карбиды вольфрама, молибдена, ванадия. титана, циркония и ниобия. Они характеризуются высокой [c.118]

На примере сплава ГЗО, по механизму влияния на величину инвар-эффекта легирующие элементы можно разделить на две группы. К первой группе относятся элементы, которые снижают температуру Нееля, но не влияют на величину инвар-эффекта. Это переходные элементы, которые имеют меньшее, чем у железа и марганца число электронов в незаполненных 3d (ванадий, титан), 4of (молибден, цирконий), Ы (вольфрам)-оболочках. Ко второй группе относятся элементы, которые снижают температуру Нееля и существенно подавляют инвар-эффект. Это переходные элементы, которые имеют более насыщенную, чем у железа и марганца ЗЙ-оболочку, до 7—8 электронов (кобальт, никель) и элементы внедрения (углерод, азот) [2]. [c.89]

В этом случае определение может быть выполнено на специальном образце таким путем определяются барий и хлор. Другой путь — это облучение потоком не нейтронов, а других элементарных частиц, применяемое, например, для определения фосфора и углерода. Эти методы в последнее время были распространены на определение в металлах следов более легких элементов, таких, как углерод, азот и кислород облучение пучком у-лучей мощностью 30 Мэе позволяет определить содержание кислорода в бериллии или углерода и азота в алюминии, бериллии, железе и цирконии в количествах менее 1-10 вес.% [6, 7]. [c.441]

Титан, ванадий, ниобий, цирконий образуют только самостоятельные карбиды, а растворимость их в карбиде железа незначительна. Небольшие добавки этих элементов весьма мало повышают водородную стойкость сталей, так как при этом кроме карбидов этих элементов остаются также карбиды железа. И только когда весь углерод связывается в карбиды легирующих элементов и полностью исчезает карбид железа, резко повышается стойкость к водороду. [c.60]

Хотя введение олова в йодидный цирконий ухудшает его коррозионную стойкость в воде и водяном паре, было обнаружено, что при определенных концентрациях олово устраняет вредное действие азота таким образом, в этих концентрациях он является полезной добавкой. Аналогичное, но меньшее действие оказывают ниобий и тантал. Железо, никель и хром увеличивают коррозионную стойкость циркония. Однако если цирконий загрязнен азотом, углеродом и другими вредными примесями, то их полезное действие слабее действия олова. Высокой коррозионной стойкостью обладают сплавы циркония с оловом, легированные дополнительно железом, никелем или хромом. Оптимальные концентрации этих элементов находятся в пределах 0,25—2,5% олова и 0,1—1,0% железа, никеля или хрома. [c.437]

Как указывалось выше, олово устраняет вредное влияние азота и углерода на коррозионную стойкость циркония в воде и водяном паре. Благоприятное действие олова усиливается при одновременном введении железа, никеля или хрома. Ниобий действует аналогично олову, но менее эффективно. Алюминий, наоборот, увеличивает скорость коррозии циркония в этих средах, но его вредное действие по крайней мере частично может быть нейтрализовано введением олова. [c.445]

Ко второй группе относятся металлы, образующие с водородом гидриды, представляющие химическое соединение металла с водородом (палладий, цирконий, титан, ванадий, торий, тантал и редкоземельные элементы). При небольших количествах поглощенного водорода эти металлы образуют с ним твердые растворы, а при более значительных количествах — гидриды. Легирующие элементы оказывают самое разнообразное влияние на растворимость водорода в сплавах железа. Углерод, кремний, алюминий и хром снижают растворимость водорода в сплавах железа, а титан и ниобий ее увеличивают. Растворенный водород в сварочной ванне и его неполное выделение в период кристаллизации приводят к образованию дефектов пор, макро- и микротрещин в металле шва, а также холодных и горячих трещин в околошовной зоне. [c.51]

При 20° С на цирконий совсем не действует обычная и морская вода, водяной пар. Однако при нагревании и повышенном давлении он может корродировать в ряде случаев даже в обычной чистой воде. Наиболее коррозионностойкий чистейший йодидный цирконий. Но даже незначительное содержание в нем азота и углерода снижает его коррозионную стойкость. Легирование циркония оловом (0,25—2,5%), железом, никелем или хромом (0,1—1,0%) резко улучшает сопротивление коррозии. [c.165]

II,6% углерода и 87,6% циркония. Спектроскопическим анализом было обнаружено около 0,3% металлических примесей, преимущественно железа. Основную часть этих примесей удаляли дегазацией и специальным очистительным циклом, предшествующим определению скорости испарения. [c.104]

Сплавы железа с углеродом (сталь и чугун). Широко- применяемые в технике общеизвестные железо, сталь и иугун являются сложными, многокомпонентными сплавами на железной основе. Постоянными составляющими этих сплавов являются углерод, марганец, кремний, сера, фосфор, кислород и азот. Кроме того часто умышленно добавляют и другие элементы никель, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, алюминий, а иногда и титан, уран, цирконий, бор. Сплавы, содержащие кроме железа только те примеси, к-рые попадают в чугун в процессе восстановительной плавки руд и в процессе передела чугуна в сталь, называются простыми, или углеродистыми, т. к. углерод является основной примесью в этих сплавах железа. Сплавы, содержащие какую-нибудь ив постоянных примесей в искусственно увеличенном количестве, и сплавы, содержащие умышленно введенные добавки, называются специальными сталями и чугунами. Понятие чугун охватывает сплавы со сравнительно высоким содержанием углерода (не менее 2,5% С), применяющиеся в литом состоянии и не поддающиеся никакой механич. обра- [c.386]

О металлографии бериллия сообщают Кауфман, Гордон и Лилли [1]. Они описывают способы изготовления шлифов из чистого бериллия и бериллиевых сплавов. Микроструктуру бериллия в литом, холоднодеформированном, а также в отожженном состоянии они наблюдали с помощью поляризованного света (+N), так как способы травления бериллия неизвестны. Структуру сплавов бериллия с углеродом, железом, азотом, титаном, кремнием, алюминием и цирконием авторы выявляют реактивом, состоящим из 2 г HF и 98 мл НаО. Гауснер [28] и Калабра и др. [29] приводят обзор металлографии бериллия, в котором обсуждаются различные способы выявления структуры. [c.292]

Ко второй группе относят металлы, сохраняющие пластичность при охлаждении до температуры —100 С. Это стали, содержащие 0,20—0,35 % углерода, легированные никелем, хромом, ванадием, молибденом, иногда — цирконием и бором. Например, ферритные малоникелевые стали с 2,25—5 % никеля пригодны для использования при температурах от —60 до —130 °С. К этой же группе относят сплавы титана на основе Р-фазы, а также композиционные материалы на основе железа и меди. [c.309]

Углерод О Натрий Кремний Spi Фосфор Р32 Сера S33 Калий К<2 Кальций Са -Скандий S e Хром Сг"1 Железо Fe s Железо Кобальт Со Никель NiG Медь uS4 Цинк Zn Германий Ge"i Мышьяк As Селен Se j Цирконий Zr js Олово Sn i Сурьма Sbl [c.70]

Железо, никель и в меньшей степени хром увеличивают коррозионную стойкость циркония, задерживая наступление стадии ускоренной коррозии как в воде, так и в паре. В том случае, когда цирконий загрязнен азотом, углеродом или другими вредными примесями, железо, никель и хром сообщают ему меньшую коррозионную стойкость, чем олово. Максимальная коррозионная стойкость достигается при добавлении в сплав 0,25% железа и никеля (в сумме) [111,231 111,243]. Увеличение суммарной концентрации этих элементов в сплаве свыше 0,5% приводит к ухудшению его коррозионной стойкости. В значительной степени стойкость сплавов, легированных железом и никелем, зависит от термообработки и структуры металла. Сплавы, легированные до 2% железом, никелем и хромом порознь или в сочетании друг с другом, имеют более высокую коррозионную стойкость в водяном паре при температуре 400— 815° С, чем кристаллический прутковый цирконий. Интересно отметить, что при введении в цирконий 0,1% никеля или железа и 0,5% платины коррозионные потери уменьшаются, но увеличивается количество водорода, выделившегося в процессе коррозии [111,228]. Последнее обстоятельство позволяет предполагать, что указанные легирующие компоненты действуют в данном случае как эффективные катодные присадки. Увеличение скорости катодного процесса при введении в цирконий этих металлов приводит к смещению стационарного потенциала в положительную сторону. При этом стационарный потенциал смещается в область пассивации и скорость коррозионного процесса соответственно уменьшается. По данным М. Е. Страуманиса [111,240], введение в плавиковую кислоту ионов платины приводит к пассивации циркония. Это еще раз подтверждает, что легирующие компоненты — железо и никель можно рассматривать как эффективные катодные присадки. Катодная поляризация смещает стационарный потенциал циркония и его сплавов в отрицательную сторону (в область активного растворения) и тем самым вызывает увеличение скорости коррозии [111,228]. В сплаве циркония, легированном 0,1% железа и 0,1% никеля, количество гидридов больше, чем в нелегированном. Следовательно, скорость катодного процесса разряда ионов водорода увеличивается при легировании циркония железом и никелем. Характер окисной пленки в этом случае, видимо, не является решающим в определении коррозионной стойкости циркония. Величина емкости при легировании циркония железом, никелем, оловом возрастает в 5—10 раз, в то время как скорость коррозии остается практически постоянной [c.221]

По экспериментальным данным [105], предельная растворимость углерода в поверхностном слое и объеме отливки из сплавов на основе никеля, железа и кобальта составляет (%) 0,55 и 1,85, 2,0 и 2,06, 0,1 и 1,65 соответственно. Растворимость железа, циркония, церия, титана, хрома, магния в поверхностном слое и объеме отливок из алюминия составляет 0,05/0,17, 0,0/8,0, 0,0/9,0, 0,15/0,32, 0,7/5,8, 17/36 соответственно. При этом необходимо учитывать, что при избытке поступающих элементов в поверхностном слое отливки образуются соединения типа Me jj, Ме Н, , NVe Oy, Me Sy и другие твердые фазы, наличие которых резко увеличивает твердость, трещиночувствительность, физическую и химическую неоднородность отливки. По активности образования новых твердых фаз в поверхностном слое первое место занимают отливки из титана и его сплавов, второе — отливки из чугуна, третье — из легированных сталей. Кроме того, если к отливкам предъявляются высокие требования по теплоотдаче в условиях эксплуатации, то при выборе металла для отливок с развитой поверхностью учитывают его теплопроводность. [c.12]

Образует химические соединения с бериллием, бором, углеродом, азотом, кислородом, фтором, алюминием, кремнием, фосфором, серой, хлором, питалом, марганцем, железом, цирконием, ниобием, йодо м, танталом, платиной, рением. [c.13]

Редкоземельные металлы восстанавливают окись углерода, двуокись углерода и четыреххлористый углерод. Поэтому последний не годится для тушения пожаров, при которых горят эти металлы. Оии восстанавливают окислы железа, кобальта, никеля, марганца, хрома, молибдена, ванадия, титана, тантала, кремния, бора, олова, ииобия, свинца и циркония. Электродные потенциалы редкоземельных металлов указаны в табл. 15. [c.603]

Металлографические исследования (Архаров) показали, что титан, ниобий, молибден, бор и никель горофильны по отношению к железу, а серебро, сурьма, висмут, железо — по отношению к меди. Исследования с использованием радиоактивных изотопов [99] показали, что молибден, ниобий, цирконий горофильны, а вольфрам горофобен по отношению к никелю углерод обогащает границы зерна железа (Свешников, Гриднев). [c.81]

Большинство легирующих элементов, подобно а- и -железу, имеет атомно-кристаллические решетки объемноцентрированного или гранецентрированного куба. Титан и цирконий имеют гексагональную решетку, а кремний и углерод — решетку типа алмаза. Сходство кристаллических решеток способствует образованию ле-гируюш,ими элементами твердых растворов с железом. Элементы, имеющие объемноцентрированную кубическую решетку, растворяются преимущественно в а-железе, а имеющие гранецентрирован-ную кубическую — в у-железе. [c.304]

По характеру взаимодействия с углеродом все легирующие элементы разделяют на карбидообразующие и не образующие карбидов. К карбидообразующим элементам относятся хром, марганец, молибден, вольфрам, ванадий, цирконий, титан. Они образуют с углеродом устойчивые химические соединения (карбиды). К некарбидообразующим элементам относятся никель, кремний, алюминий, кобальт, медь. Эти элементы находятся в растворенном состоянии в железе. Они оказывают графи-тизирующее воздействие. Отметим, что часть карбидообразующих элементов также находятся в железе в растворенном состоянии. [c.154]

Цирконий, как и титан, образует две аллотропические модификации, а-цир-коний кристаллизуется с образованием гексагональной решетки, а высокотемпературная Р-фаза имеет кубическую объемноцентрироваиную решетку. Температура превращения равна 862° С. Водород, марганец, железо, никель, хром, вольфрам, молибден, ванадий, ниобий, тантал, титан, торий и уран снижают температуру превращения. Они являются Р-стабилизаторами. Углерод и кремний ие влияют иа температуру превращения, а-стабилизаторами, повышающими температуру превращения, являются кислород, азот, алюминий, олово и гафний. [c.104]

F — линии all усиливаются линии металлов развиваются линии Н слабеют G — линии Са II железа и других металлов интенсивны линии водорода слабее К — линии металлов очень интенсивны развиваются молекулярные полосы М — очень красные звезды сильные полосы поглощения окиси титана. N — полосы поглощения молекулярных соединений углерода, окиси углерода и циана S — полосы поглощения окиси циркония [c.979]

Для реакторостроения предпочтительно применять цирконий, бедный гафнием (менее 0,01%). В химическом аппаратостроении обычные для технического циркония примеси 2—2,5% Н не оказывают вредного действия [74в]. Вредное влияние азота и углерода успешно подавляется присадкой олова (около 2%), а также железа, хрома и никеля (2Ре, Сг, N1 около 0,3—0,5%) —как, например, в циркалое 2, или присадкой ниобия — как в сплаве ггМЬб1 [74в]. Относительно материалов, применяемых в реакторо- строении, см. также [74г—74е]. [c.454]

Кислород связывают в шлаковые включения округлой формы (силикаты и окислы марганца), которые мало влияют на пластичность и вязкость металла шва, а эффективным средством нейтрализации вредного влияния азота, охрупчивающего металл шва и вызывающего склонность к образованию пор, служит предотвращение его выделения в виде хрупких нитридов железа. Для этого используют раскислители углерод, кремний, марганец (менее сильные), а также титан, алюминий и редкоземельные металлы церий и цирконий (более сильные). Кроме того, введение в состав проволоки редкоземельных элементов обеспечивает стабильность горения дуги и повышение вязкости и пластичности металла шва. Окисление углерода, кремния и марганца проволоки компенсируется повышенным содержанием этих элементов, а также введением в ее состав элементов, отличак>-щихся большим сродством к кислороду. [c.389]

К химическим методам получения порошков относят такие методы, которые связаны с изменением химического состава исходного сырья или его агрегатного состояния 1) восстановление окислов металлов из окалины, воздействием на нее водородом или твердым углеродом при высокой температуре (железо, медь, никель, кобальт, вольфрам, молибден и др.), 2) термическая диссоциация карбонилов [химических соединений типа Ре(С0)5, N ( 0)4 и др. ] при давлении 30—40 МнЬл (300—400 кПсм ) и температуре 200—300° С (железо, никель, кобальт), 3) электролиз (осаждение) металлических порошков из водных растворов солей и расплавленных сред соответствующих металлов (олово, серебро, медь, железо, тантал, ниобий, цирконий и т. д.). [c.434]

Окислы железа, кальция и магния практически нацело хлорируются при умеренных температурах (600— 800°С). Для активного взаимодействия окислов бериллия и алюминия с газообразным хлором необходимо повысить температуру до 1000—1400° С, тогда как окпслы циркония и кремния даже при такой высокой температуре слабо взаимодействуют с хлором. Аналогичная картина наблюдается при сравиепип эффективности хлорирования ряда минералов. Так, берилл при температуре 1200°С разлагается всего на 15%, в присутствии углерода--на 827о [275], циркон начинает взаимодействовать с хлором в присутствии углерода при 450—470° С, а при 800° С разлагается па 90% [276]. [c.115]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...