стійкістю і жароміцністю.
Жаростійкість - це здатність металу чинити опір корозійного впливу газів при високих температурах.
Жароміцність - здатність металу зберігати при високих температурах необхідні механічні властивості: тривалу міцність і опір повзучості.
При корозії в кисневмісних газах поверхню металу покривається плівкою оксидів інших сполук, від захисних властивостей якої значною мірою залежить жаростійкість металів і сплавів.
Помітними захисними властивостями можуть володіти лише суцільні плівки. Можливість їх освіти визначається умовою:
(1)
де Vок - молекулярний об'єм оксиду або іншого з'єднання; VМе - атомний об'єм металу, з якого утворюється оксид або інше з'єднання.
Жаростійкість металів і сплавів можна значною мірою підвищити легуванням - введенням до їх складу компонентів, які покращують захисні властивості утворюються плівок. В результаті цього на поверхні сплаву утворюється шар оксидів легуючого компонента або високозащітних подвійних оксидів легуючого компонента з основним металом типу шпінелі (FeCr2O4, NiFe2O4 та ін.).
У сталому режимі швидкість хімічної корозії визначається кінетичними можливостями перебігу окремих стадій процесу: крісталлохіміческая перетворенням (кінетичний контроль процесу); дифузією реагентів в утвореній плівці продуктів корозії (дифузійний контроль процесу); обома цими стадіями одночасно при порівнянній опорі їх протіканню (дифузійно-кінетичний контроль процесу).
При кінетичному контролі процесу (освіта несплошних пористих плівок) жаростійкість визначається природою металу, а при дифузному контролі (освіта суцільних оксидних плівок) - захисними властивостями плівки, яка утворюється на металі.
Прикладом вдалого поєднання обох властивостей є сплави нікелю з хромом.
2. Жаростійкість. Теорії легування для підвищення жаростійкості
Жаростійкість - здатність металів і сплавів пручатися окисленню і газової корозії при високих температурах. Жаростійкість залежить від багатьох зовнішніх і внутрішніх факторів. В основному за жаростійкість відповідають поверхню металу і чистота її обробки. Поліровані поверхні окислюються повільніше, оскільки оксиди розподілені рівномірно і більш міцно зчеплені з поверхнею металу. Формирующаяся на поверхні оксидна плівка досить добре захищає метал від подальшого окислення в тому випадку, якщо вона щільна і не пропускає іони кисню, добре зчеплена з підкладкою і відшаровується при механічних випробуваннях. До металам, які утворюють такі плівки, відносяться хром і алюміній. Оксидні плівки типу шпінелі Сг203 і А1203 добре захищають від окислення при високих температурах. Якщо на поверхні утворюється пухкий оксид, як у магнію, то він не стійкий і не захищає метал від подальшого окислення.
Підвищення жаростійкості сплавів досягається легуванням елементами (хром, алюміній, кремній), створюючими на поверхні непроникні для іонів основного металу і кисню Оксидні плівки. Також для цих цілей використовуються захисні покриття, склад яких вибирається з урахуванням умов роботи виробу і складу агресивного середовища. Структура жаростійкого матеріалу повинна бути однорідною і однофазної (чисті метали, тверді розчини).
Термічна обробка змінює будова сплавів і, отже, їх корозійну стійкість. Отжиг і нормалізація призводять до формування однофазної структури і сприяють збільшенню жаростійкості матеріалу.
Пластична деформація погіршує жаростійкість, оскільки призводить до появи градієнта напружень в структурі металу. Величина зерна для жаростійкого матеріалу не істотна, тому ця характеристика є структурно нечутливою.
Характеристики сплавів, стійких до корозії при підвищених температурах, можуть бути дані лише до конкретних агресивних середовищ і вибір матеріалу вирішується з урахуванням умов роботи даного виробу.
У багатьох хімічних процесах металеві конструкції та вироби експлуатуються в жорстких умовах, при підвищених температурах, більших тисках, високої агресивності середовища.
Чисті метали, як правило, є корозійностійкими і вимагають додаткових заходів захисту.
Сучасна техніка протикорозійного захисту має поруч ефективних способів для збільшення стійкості металів і термінів їх експлуатації. Стосовно до умов газової корозії одним з найбільш часто використовуваних способів є жаростойкое легування з метою отримання сплавів, що володіють підвищеною корозійною стійкістю.
Стосовно до умов газової корозії одним з ефективних способів захисту металів є легування з метою отримання сплавів жаростійких сплавів. Залежно від передбачуваного дії легуючої добавки можна вказати на три найбільш обгрунтовані теорії такого легування, які не суперечать, а швидше доповнюють один одного.
.1 Теорія зменшення дефектності утворюється оксиду
Згідно т...
