ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сплавы системы железо - хром - алюминий из "Сплавы для нагревателей" Однако следует подчеркнуть, что достижение стабильных свойств на промышленных сплавах является пока более трудной задачей, чем для сплавов никель-хром-кремний. [c.62] НОМ влиянии алюминия по результатам кратковременных испытаний можно лишь приближенно. Следует отметить, что кинетика окисления сплавов, особенно на начальной стадии, часто не поддается простому описанию, очевидно, вследствие изменения состава окалины в результате вторичных реакций. Известны случаи, когда с повышением температуры окисление замедляется. Рассмотрим результаты некоторых работ, в которых наряду с кинетикой окисления систематически изучалась структура окалины. [c.63] КОГО анализа, позволивший получить важные данные для интерпретации механизма окисления. [c.64] Данные табл. 19 показывают, что при введении в сплав 1 % А1 окалина имеет такую же структуру, как у двойного сплава. На образцах сплавов с 4,18 и 7,22 % Л1 в области температур 700 - 1000°С образуются окалины, состоящие из окислов со структурой шпинели, причем период решетки шпинели изменяется в широких пределах в зависимости от температуры и места расположения окисла в окалине. Чем ближе расположен слой к границе в металлом, тем меньше период решетки шпинели. [c.64] Таким образом, данные послойного электронографического анализа дают важную информацию о механизме окисления сплавов. [c.64] Примечание а - период решетки, нм. 1 - поверхностный слой окалины - середина окалины П1 - граница сплав - окалина. В окалине сплава с 10 % А1 После окисления при 1000°С обнаружена 7-AI, О, с J = 0,79 нм. [c.65] Отклонения от такой закономерности расположения окислов в окалине возможны только на первой стадии изотермического окисления. Если, например, при окислении —Сг—А1 сплава в начальный момент на поверхности окалины образуется окисел А12О3, то при росте тонкой окисной пленки преимущественно за счет диффузии кислорода этот окисел сохранится в верхних слоях окалины. [c.66] Исследования, проведенные С.Б.Масленковым с сотрудниками показали, что в системе -Ре-Сг-А1 при оптимальном легировании максимум окалиностойкости достигается при содержании никеля около 45 % это позволило разработать сплав ХН45Ю, работоспособный (до 100 ч) при 1350°С [42]. [c.66] Процесс окисления, развивающийся при длительной эксплуатации нагревателей весьма сложен, поэтому рассмотрим его в несколько этапов. Сначала опишем общий характер развития процесса, а затем отметим его специфику и охарактеризуем количественно на примере отдельных групп сплавов при 1250°С. [c.66] Процесс окисления нихромов и ферронихромов, легированных 3 -4 % А1, протекает в две стадии. Начиная со второго цикла при каждом охлаждении отслаивается примерно половина образующейся окалины (после первого цикла окалина почти целиком остается на нагревателях). На поверхности нагревателей остается внутренний слой окалины(8 -12 мкм), который медленно утолщается со временем и до определенного момента состоит на большей части поверхности из окиси алюминия и шпинели с периодом решетки / = 0,809 мм (рис. 36). [c.67] На первой стадии внутренний фронт окисления медленно продвигается в металл и процесс в целом протекает в большей степени за счет диффузии металлических ионов. В случае циклического нагрева скорость окисления можно приближенно характеризовать массой отслаивающейся окалины (рис. 37). [c.67] К концу первой стадии период решетки шпинели начинает возрастать (табл. 20), что указывает на уменьшение концентрации ионов алюминия в шпинели и увеличение концентрации ионов хрома и железа. С некоторого момента под окалиной появляются участки внутреннего окисления в виде цепочек из окислов алюминия, в основном по границам зерен и субзерен, уходящих в глубь металла (рис. 38). [c.67] С этого момента начинается вторая стадия окисления, характеризующаяся увеличением диффузионного потока кислорода в металл и развитием внутреннего окисления алюминия в подокалине. [c.67] На второй стадии число дефектных участков непрерывно возрастает. Частицы металла, окаймленные цепочками окислов постепенно превращаются в сплошные окисные массивы, которые при охлаждениях с некоторого момента начинают частично отслаиваться вместе с наружной частью окапины. Процесс приводит к заметному утонению проволоки, повышению электросопротивления нагревателей (рис. 41). Поперечное сечение проволоки становится неоднородным по длине, в конце концов появляются сильно перегретые участки, в которых происходит локальное само-ускорение процесса и перегорание нагревателя. [c.69] ОСНОВНОМ по границам зерен и субзерен з виде сетки, которая располагается в металле глубже сплошного защитного слоя из а-А12 0з на здоровых участках (рис. 43). [c.70] В дефектных участках процесс отличается по характеру и протекает более интенсивно, приводя в конечном счете к перегоранию нагревателя. Наружная часть окалины дефектных участков в отличие от здоровых, состоит из Сг2 04 и NiO, которые относительно слабо препятствуют проникновению кислорода и азота в металл. Заметим попутно, что наличие дефектных участков легко обнаруживается визуально. Они имеют темно-зеленый цвет (цвет никель-хромистый шпинели) на общем сероголубом фоне (цвет никель-хром-алюминиевой шпинели). [c.70] При наличии дефектных участков проникновение азота в металл происходит значительно интенсивнее. Обычно уже через 200 - 300 ч окисления центральная часть проволоки нафаршировывается нитридами алюминия. [c.70] Вернуться к основной статье