Cтраница 4
Добавление к слож-нолегированпым сплавам 4 - 16 % Со еще больше увеличивает жаропрочность и технологическую пластичность сплавов. Они устраняют вредное влияние примесей, связывая их в тугоплавкие соединения. Примеси серы, сур мы, свинца и олова понижают жаропрочность сплавов и затрудняют их обработку давлением. Поэтому для повышения жаропрочности при выплавке жаропрочных сплавов нужно применят. [46]
Цирконий привлекает внимание исследователей и потребителей, во-первых, как основа для жаропрочных сплавов, а во-вторых, как конструкционный материал для работы в агрессивных средах, в частности в атомных реакторах. Несмотря на многочисленные попытки, до сих пор не создано ни одного жаропрочного циркониевого сплава, что обусловлено резким падением прочностных свойств циркония с температурой. В то же время в атомной технике циркониевые сплавы являются весьма перспективным конструкционным материалом. При создании циркониевых сплавов, предназначенных для изготовления конструкционных элементов атомных реакторов, основная цель легирования заключается в повышении прочности и теплопрочности циркония, а также в нейтрализации вредного влияния примесей на его коррозионную стойкость. [47]
Электролиз проводится с катодами из никеля, вольфрама, молибдена или нержавеющей стали; анодом служит чистый вольфрам. Катод вращается со скоростью 150 - 200 об / мин. Все компоненты электролита подвергаются предварительной сушке в вакууме при 225 С и остаточном давлении менее 0 5 мм рт. ст. и затем переплавляются в атмосфере аргона. Электроды для предотвращения их коррозии загружаются в ванну под током. Проработка электролита постоянным током устраняет вредное влияние примесей. Вольфрамовое покрытие получается гладким, ровным и хорошо сцепленным с основой даже при толщине слоя до 0 66 мм. [48]
При малых концентрациях этой примеси кристаллизация металлов ( при предельном токе) протекает в специфических условиях, которые обусловливают образование мелкодисперсных порошкообразных включений в основной металл. Такие включения нарушают нормальный рост кристаллов основного металла и становятся особенно опасными, если они обладают малым перенапряжением водорода. Вследствие облегчения выделения водорода на этих участках компромиссный потенциал катода приобретает более электроположительное значение по сравнению с потенциалом чистого металла; происходит перераспределение катодного тока в пользу выделения водорода В некоторых случаях выход основного металла по току может снизиться до нуля. Примером может служить катодное осаждение марганца в присутствии ионов никеля и кобальта. Все факторы, снижающие перенапряжение при выделении водорода, усиливают вредное влияние примесей, и наоборот, факторы, повышающие перенапряжение водорода, ослабляют их вредное влияние. [49]
Это позволяет уменьшить объем электролита в элементе. Возможность очень длительной эксплуатации ( в течение нескольких лет) без заметного ухудшения характеристик является одним из основных достинств щелочно-нинковых элементов с монолитными анодами. Вполне понятно, что при таких режимах снижение коррозии цинкового анода является важной задачей. Это достигается прежде всего использованием для отливки цинковых анодов сплава цинка с 0 5 - 2 5 % ртути. Ртуть, амальгамируя поверхность электрода, уничтожает ее кристаллизационную неоднородность и нейтрализует вредное влияние имеющихся примесей вследствие высокого перенапряжения водорода на амальгамах. Процентное содержание ртути может быть сравнительно небольшим, так как ртуть не удаляется из электрода в процессе разряда. Однако даже при использовании для электродов сплава цинк-ртуть к чистоте исходного цинка предъявляют высокие требования. Ряд возможных примесей, обладающих малым перенапряжением водорода, таких как железо, никель и некоторые другие, или вообще не дает амальгамы, или очень трудно подвергается амальгамации. [50]
Цирконий рассматривается как один из потенциально возможных металлов, на базе которого могут быть созданы сплавы повышенной коррозионной стойкости и прочности. Интенсивно исследуют сплавы на основе циркония. Примесь к чистому цирконию таких металлов как А1, Са, Mg, Si, Pb и газов N2, О2, H2, а также углерода, вредна. Наоборот, небольшое содержание в цирконии таких металлов, как Sn, Mb, Fe, Ni, Cr, оказывается благоприятным. Введение в цирконий олова и одновременно небольших добавок Fe, Ni и Сг помогает в значительной мере преодолеть вредное влияние примесей азота и углерода в цирконии на ухудшение его коррозионной стойкости в воде при повышенных температурах. [51]
Для получения высокой окалиностойкости никель легируют хромом ( - 20 %), а для повышения жаропрочности - титаном. В этом случае при старении закаленного сплава образуется интерметаллидная у - фаза типа Ni3 ( Ti, A1), когерентно связанная g основным Y-раствором, а также карбиды TiG и нитриды TiN, увеличивающие прочность при высоких температурах. Дальнейшее увеличение жаропрочности достигается легированием сплавов молибденом и вольфрамом, повышающими температуру рекристаллизации и затрудняющими процесс диффузии в твердом растворе, который необходим для коагуляции избыточных фаз и рекристаллизации. Добавление к сложнолегированным сплавам кобальта еще больше увеличивает жаропрочность и технологическую пластичность сплавов. Для упрочнения границ зерен - раствора сплав легируют бором и цирконием. Они устраняют вредное влияние примесей, связывая их с тугоплавкими соединениями. Примеси серы, сурьмы, свинца и олова понижают жаропрочность сплавов и затрудняют их обработку давлением. В связи g этим для повышения жаропрочности при выплавке жаропрочных сплавов необходимо применять возможно более чистые шихтовые материалы, свободные от вредных легкоплавких примесей. [52]