Катастрофическое окисление

Cтраница 3

Как уже отмечалось, сплавы с высоким содержанием молибдена в определенных условиях окисляются очень быстро. Поскольку молибден является основной составной частью некоторых жаропрочных сплавов, Лесли и Фонтана [772] обстоятельно исследовали это явление быстрого окисления, названное ими катастрофическим окислением. Эти авторы подозревали, что катастрофическое окисление вызывается главным образом легкоплавкой ( 795 С) летучей трехокисью молибдена. [31]

Зависимость степени графитизации стали А201 ( стандарт ASTM при температурах выше 450 С и длительности службы в очистительных установках не менее 40 000 ч от содержания алюминия. [32]

Однако для напряженных деталей более экономичной может оказаться одна из стабилизированных сталей, имеющих более высокий уровень прочностных свойств при повышенной температуре. Такое катастрофическое окисление обычно связывают с условиями застойной окружающей среды или с контактом с изоляционными материалами, содержащими силикаты натрия или подобные им легкоплавкие вещества. В данных неблагоприятных условиях рекомендуется применять сплав с 32 % Ni и 22 % Сг, не подверженный окислению в результате наличия обоих вышеуказанных факторов. Проблемы релаксации напряжений и трещинообразова-ния при повторных нагреваниях будут рассмотрены далее. [33]

Окисление в сплавах Fe - Mo - Ni ( а и Fe - Mo. [34]

Как уже отмечалось, в топливной золе содержится много окислов, так что встречающиеся в практических условиях эвтектические температуры окисных систем могут быть гораздо ниже, чем в упрощенных лабораторных условиях. В последующем подразделе будут рассмотрены вопросы защиты от катастрофического окисления путем нанесения защитных покрытий на поверхность. [36]

Как уже отмечалось, при быстром окислении недостаточно быстрый отвод тепла способен нарушить условия изотермичнос-ти. Опасность перегрева металла и окалины возрастает еще больше в случаях ускоренного окисления, подобного катастрофическому. Как показали Брасунас и Грант [582], в действительности скорость катастрофического окисления достаточно высока, чтобы значительно повысить температуру окалины. [37]

Типичные примеры [37] различных составов окалины и примыкающего сплава приведены на фиг. На этих фигурах представлены распределения элементов примесей по толщине окалины и подложки аустенитной нержавеющей стали, содержащей 18 % Cr i 9 % №, после окисления в течение 18 ч на воздухе при температуре 1200 С. При этой температуре защитная окалина разрушается и наблюдаются разные формы катастрофического окисления; приведенные распределения относятся к сохранившейся части защитной окалины, которая состоит главным образом из окиси хрома. Зги распределения получены с помощью рентгеновского микроанализа. Так как анализ легких элементов затруднителен, то распределение кислорода здесь не приводится; его содержание в любой точке можно установить по разности между 100 % и суммой процентного содержания других элементов в этой точке. Однако данный метод не позволяет установить природу соединений, например с его помощью нельзя выяснить, присутствует ли Si в форме кремнезема или силикатов; это следует определять другими способами. [38]

В сплавах железа с ванадием последним обогащены внутренние слои, прилегающие к металлу, тогда, как в наружных слоях его обнаруживается мало [116, 446, 729] вследствие сравнительно большой свободной энергии образования окислов ванадия и малой скорости диффузии его ионов. Фактически легкоплавкая пяти-окись ванадия, как это показано несколько дальше, принадлежит к числу самых худших соединений, вызывающих катастрофическое окисление. [39]

Эта последняя образуется в результате сгорания так называемого порфирина ванадия, очень сложного соединения, входящего в состав некоторых нефтей. Источником ванадия в нефтях являются соединения, входившие в состав крови низших морских организмов: в результате разложения этих организмов образовались нефти ряда прибрежных районов. Частицы такой золы переносятся газовым потоком на поверхность нагреваемых труб в печах. Возникающее в результате присутствия X Os так называемое катастрофическое окисление при 700 - 800 С протекает по линейному закону и сопровождается близким к равномерному разъеданием. Считается также, что V205 облегчает перенос кислорода, диффундирующего через пленку продуктов коррозии к металлу. При этом проявляется инкубационный период, обусловленный временем, необходимым для реакции V2O5 с окисной пленкой. [40]

При этом образуется легированный титаном ( - 4 % Ti) диффузионный слой NbSi2 толщиной 38 - 76 мкм. Последующий окислительный отжиг при 980 С в течение 25 ч приводит к стабилизации защитного слоя. При этом на поверхности образуется пленка SiO2, а на границе с основой - промежуточный слой низших силицидов. Покрытие предотвращает окисление основы в течение 5000 ч при 1100 С, причем в отличие от чистого NbSi2 легированный титаном диси-лицид не подвержен катастрофическому окислению ( силициднои чуме) ниже 700 С и быстрому окислению выше 1100 С, характеризуется хорошей термостойкостью и прочностью связи с основой. [41]

Высокотемпературную коррозию можно предотвратить путем добавления к сплаву элементов, имеющих тенденцию селективно окисляться с образованием защитного покрытия. Например, так называемая жаростойкая сталь содержит более 12 % хрома. Он предохраняет сталь от дальнейшего окисления даже при 1000 С, если содержание хрома достаточно велико. Поэтому такую сталь используют в высокотемпературном оборудовании, например в газовых турбинах. Однако при определенных условиях защитные свойства оксида могут теряться. Это может произойти, если поверхность подвергнется действию топочных газов, загрязненных, например оксидом ванадия, понижающим точку плавления защитного покрытия. Тогда окисление может протекать с высокой скоростью, и его обычно называют катастрофическим окислением. [42]

Страницы: 1 2 3