Внутреннее окисление

Cтраница 1

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 окислениккподвержены, в основном, сплавы на основе меди и серебра, легированные незначительными количествами алюминия, цинка, кадмия и бериллия. Этот вид коррозии встречается также у сплавов. Наиболее действенной предохранительной мерой против внутреннего окисления является увеличение концентрации легирующих добавок. [1]

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. [2]

Внутреннее окисление в сплавах меди и серебра уже поддается приблизительному теоретическому объяснению, но в случае сталей это явление имеет гораздо более сложную природу. О своих наблюдениях за образованием подокалины в сталях сообщали Аустен [506], Бейертц [507], Портевен, Претэ и Жоливе [432], а также Шейл и Кивит [446], но количественных результатов по этому вопросу до сих пор не имеется. После образования некоторого количества наружной окалины начинает появляться подокалина в виде частиц окисла в сплаве перед фронтом поверхности раздела металл - наружный окисел. [3]

Внутреннее окисление, по-видимому, всегда упрочняет сплавы. В то же время воздействие коррозии на границы зерен и их скольжение пока изучены недостаточно. Еще меньше исследовано влияние коррозии на разрушение и высокотемпературное растрескивание в окислительных средах. [4]

Внутреннее окисление очень удобно комбинировать с порошковой металлургией. [5]

Внутреннее окисление при образовании внешней пленки происходит в сплавах типа Си - Be, Си - А1, Си - Zn, Ni-Cr и др. При 800 - 1000 С внешняя пленка растет за счет диффузии к поверхности ионов более благородного металла. Например, образование слоя ВеО в сплаве Си - Be препятствует диффузии катионов меди к внешней части пленки, но благодаря наличию пор окисление меди может происходить путем переноса кислорода в газовой фазе через поры. [6]

Структура приповерхностных участков чугуна с пластиночным ( б - X 100 и шаровидным ( а - X 300 графитом. [7]

Внутреннему окислению способствуют поры, трещины и графитные включения. Если в стали и чугуне с компактными графитными включениями внутреннее окисление ограничено приповерхностными участками, то в сером чугуне окислы возникают в глубине отливки. Вследствие пластиночной формы графитных включений, которые сообщаются друг с другом в пределах эвтектической колонии [65], окисление охватывает обширные области отливки. [8]

Однако внутреннее окисление не всегда приводит к нежелательным последствиям. В частности, надо полагать, что оно должно усиливать сцепление наружной окалины со сплавом ( укоренение окалины), улучшая ее защитную способность вследствие большего противодействия отслаиванию. [9]

Метод внутреннего окисления, обладая такими преимуществами, как получение равномерно распределенной устойчивой дисперсной фазы на готовых изделиях, требует для реализации ряд условий, которые ограничивают его широкое применение: 1) растворенный металл должен образовывать окислы, свободная энергия которых значительно выше свободной энергии окислов основы; 2) диффузия кислорода в сплав должна идти при парциальном давлении, соответствующем образованию окисла растворенного элемента без образования окисла растворителя; 3) скорость диффузии кислорода внутрь металла должна быть значительно выше скорости диффузии из металла растворенного элемента так, чтобы нужное соединение получалось быстрее, чем наружная окисная пленка. Поскольку скорость внутреннего окисления уменьшается с увеличением глубины проникновения кислорода и, следовательно, в том же направлении происходит укрупнение образующихся окислов, метод внутреннего окисления эффективен для изделий или заготовок с небольшой толщиной. [10]

Метод внутреннего окисления и азотирования является основой химико-термической обработки, которую в настоящее время используют для металлов VA и VIA групп. Преимущество этого метода заключается в том, что, используя детали, изготовленные из удобных в технологическом отношении низколегированных сплавов, можно последующей химико-термической обработкой значительно повысить их механические свойства. [11]

Степень внутреннего окисления зависит, разумеется, не только от количества легирующего элемента, поступающего за единичное время к поверхности благодаря диффузии, но и от притока кислорода в сплав, который в свою очередь зависит от его растворимости и скорости диффузии. Растворимость кислорода в твердом железе чрезвычайно мала [464, 511], но она должна быть больше в некоторых сплавах железа. Кислород сравнительно хорошо растворяется в меди и серебре при высоких температурах и, следовательно, способен легко проникать вглубь и способствовать выделению окисла менее благородного металла. [12]

Схема окислительно-восстановительной реакции на поверхности металла. [13]

Зона внутреннего окисления возникает в сплавах, имеющих легирующую добавку. Так, в сплаве железо - никель окалина состоит из ожислов железа, и поверхность сплава более инертна к коррозии, поэтому в металлической фазе возникают два противоположно направленных потока частиц разных металлов ( Ni и Fe) и одновременно происходит диффузия кислорода в глубь сплава. [14]

Анормальная структура цементованной стали ( схема. [15]

Страницы: 1 2 3 4