А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Вюстітная фаза

Вюстітная фаза при температурах нагріву нижче евтектоїдной не утворюється. В результаті окисли з підвищеним вмістом кисню переходять у більш нижчі і менш щільні.

З утворенням вюстітной фази окислювання заліза різкозростає. Тому при виробництві жаростійких сплавів на залізній основі необхідно перешкоджати виникненню вюстітной фази в окалину і створювати умови для утворення більш щільних оксидів типу шпінелі.

З трьох оксидів вюстітная фаза (FeO) відноситься донайбільш разупорядочен-ним окислам з дірковою провідністюP- Типу, в якій до 11% вузлів підгратки іонів заліза можуть бути незайнятими, а концентрація дірок (Fe3) досягає 20% (мол.

Слід зазначити, що освіта вюстітной фази може відбуватися притемпературах трохи нижче 570 С, що залежить від товщини утворюються шарів. У тонких плівках перетворення Fe3O4 і FeO може відбуватися вже при 450 С, а в товстих - при 570 С. Вивчення тонкої структури окисних плівок і ширини дифракційних кілець вказує, що кристали окіснихплівок ростуть з температурою і часом. Деякі з цих перетворень оборотні зі зміною температури.

Вплив легування заліза алюмінієм на відносну швидкість окислення на повітрі при 900 С. Цей ефект збігається з початком утворення вюстітной фази.

На кордоні фаз II, іони Fe2 реагують з магнетиту, утворюючи FeO, внаслідок чого шар вюстітной фази робиться товщі. Частина двовалентних іонів заліза, що надходять на кордон фаз II, разом з вивільнилися на межі фаз II тривалентними іонами заліза мігрують - черезфазу магнетиту до межі фаз III і, реагуючи з Fe2O3 утворюють магнетит.

Вплив легування заліза алюмінієм на відносну швидкість окислення на повітрі при 900 С. Дані таблиці показують, що навіть при низькопроцентні легуванні основні легуючі компонентижаростійких залізних сплавів помітно підвищують температуру початку появи вюстітной фази.

Вплив легування заліза алюмінієм на відносну швидкість окислення на повітрі при 900 С. Дані таблиці показують, що навіть при низькопроцентні легуванні основнілегуючі компоненти жаростійких залізних сплавів помітно підвищують температуру початку появи вюстітной фази.

Вивчення ходу кривих окислення підтверджує, що швидкість окиснення заліза, коли на його поверхні утворюється шар, що складається з фази Fe3O4значно повільніше і різко збільшується з появою вюстітной фази FeO. Дифузія кисню через шар Fe3O4 також ускладнена, хоча і відносно меншою мірою. Останні дані по вивченню окислення заліза за допомогою методу електронної дифракції при зниженихтисках і різних температурах дозволили встановити, що температури переходу фаз змінюються залежно від тиску і товщини плівок. Перетворення - у -PОз в cc - Fe2O3 супроводжується зміною кубічної решітки типу шпінель в ромбоедрична решітку корундовоготипу і протікає при 225 С, в той час як перетворення Fe2O3 в Fe3O4 в тонких плівках вже відбувається при 225 С, а у товстих плівок - при 450 С.

Кількісне вираження складу окалини цих сталей наведено на фіг. Вюстітная фаза FeO зменшується з пониженням температури ізбільшенням вмісту хрому. Дійсно, в сталі, що містить 16% Сг, окалина вюстітного шару не має (фіг. Зовнішній і середній шари окалини (Fe3O4 і FeO) в 6 і 13-процентної хромової сталі - хрому не містять. Хром концентрується у внутрішньому шарі окалини, що складається звюстіта і хромистої шпінелі.

При більш низьких температурах утворюється гетерогенна область, що складається з v - Fe і рідкої FeO. Далі утворюється вюстітная фаза.

При більш низьких температурах утворюється гетерогенна область, що складається з v - Fe н рідкої FeO. Даліутворюється вюстітная фаза.

При більш низьких температурах утворюється гетерогенна область, що складається з Y Fe і рідкої FeO. Далі утворюється вюстітная фаза.

Так, додавання до заліза деяких елементів сприяє утворенню окалини складноїкристалічної структури. В результаті початок появи вільної вюстітной фази переміщається в область високих температур і зчеплення окалини з поверхнею основи збільшується.

З утворенням вюстітной фази окислювання заліза різко зростає. Тому привиробництві жаростійких сплавів на залізній основі необхідно перешкоджати виникненню вюстітной фази в окалину і створювати умови для утворення більш щільних оксидів типу шпінелі.

Діаграма стану системи Fe-Мп - О (отримана нагріванням на повітрівихідних сумішей Fe2O3 - Мп2О3[301. Возникающие благодаря этому дополнительные ионы Fe2 при окислении кислородом увеличивают дефектность структуры. Ни в одном из закаленных образцов методами рентгеновского фазового анализа не удалось обнаружить даже следов вюститной фазы, хотя не исключено, что исследуемый материал в кристаллографическом отношении метаста билен. Это предположение имеет известные основания, если учесть весьма своеобразный характер и низкую скорость фазовых превращений в системе Мп-О.

Существует и другая теория, выдвинутая В. И. Архаровым, согласно которой легирующий элемент может образовывать на поверхности сплава смешанные окислы, обладающие повышенными защитными свойствами, по сравнению с окислами из чистых компонентов. Механизм повышения жаростойкости при этом сводится к тому, что легирующий компонент должен уменьшить возможность образования в окалине на стали малозащитной вюститной фазы ( FeO) и благоприятствовать образованию шпинельной фазы типа ? езС4 и - Гге2О3 с возможно меньшим параметром решетки. Жаростойкие легированные стали имеют на поверхности окисные слои со структурой именно шпинели.

Существует и другая теория, выдвинутая В. И. Архаровым, согласно которой легирующий элемент может образовывать на поверхности сплава смешанные окислы, обладающие повышенными защитными свойствами, по сравнению с окислами из чистых компонентов. Механизм повышения жаростойкости при этом сводится к ТОМУ, что легирующий компонент должен уменьшить возможность образования в окалине на стали малозащитной вюститной фазы ( FeO) и благоприятствовать образованию шпинельной фазы типа Fe3O4 и v - Fe2O3 с возможно меньшим параметром решетки. Еще более высокими защитными свойствами обладают сложные шпинели типа FeM CU или MeFe204 - Жаростойкие легированные стали имеют на поверхности окисные слои со структурой именно шпинели.

В первых своих работах В. И. Архаров[184,[222]сформулював так званий принцип жаростійкості, який вказує, якими відмінними рисами повинні володіти сплави заліза з легуючими елементами, щоб швидкість їх окислення при високих температурах була невелика. Він писав:Кількість і склад легуючих домішок у сталі повинен бути таким, щоб при даній температурі їх концентрація у внутрішньому шарі окалини з самого початку окислення була достатня для цредотвращенія освіти вюстітной фази і в той же час, щоб з їх участюутворилася оксидна фаза типу шпінелі, з можливо меншими параметрами.

Мікроструктура сірого чавуну, термоцікліро-ванного в повітрі (X 135. Мало їх і в сірій фазі. Темна оболонка містить менше заліза, але багато кремнію і марганцю. Освіта феритнихкристалів в вюстітной фазі пов'язане з відновленням вюстіта кремнієм, марганцем і частково вуглецем.

Універсальна діаграма контрольованих атмосфер термічної обробки феритів зі структурою шпінелі. Застосовуючи універсальну діаграму до невивченимферитного складам, необхідно дотримуватися відомі обережності. Для кожної конкретної системи застосовна лише частина універсальної діаграми. Однак у випадку інших феритів (рис. 46) в умовах, що забезпечують отримання стехіомет-річеского магнетиту, однофазнашпінель руйнується з утворенням вюстітной фази. Це не може не відбитися на електромагнітних властивостях оброблюваного матеріалу.

У самому справі, поява його стає можливим при більш високих температурах, якщо залізо містить хром, кремній, алюміній,нікель, кобальт і магній. З іншого боку, відсутність вюстітной фази забезпечується введенням в метал таких легуючих елементів і в такій кількості, щоб оксиди їх разом з вюстітом дали щільні ре щітка нового з'єднання (шпінелі), що володіють великою енергієюрозпушення.

Одним з видатних досягнень тут з'явилася розвинена П. Д. Дан-ковим Крісталлохимічеськая теорія первинних стадій окислення, особливості яких вперше були пояснені на основі принципу орієнтаційної та розмірного відповідності кристалічних граток окисла і металу. Виходячи з уявлень про падіння в часі числа дефектів в плівці, по яких іони металу дифундують до межі оксид-газ, П. Д. Данков пояснив також утворення окисних плівок граничної товщини. Бурштейн із співробітниками, в яких встановлено зв'язок між глибиною окислення і змінами роботи виходу електрона. Широке визнання отримали дослідження В. І. Архарова, присвячені встановленню детальної зв'язку механізму окислення заліза з будовою його окалини. Згідно розвиненою В. І. Архарова теорії жаростійкості, у багатьох випадках добре подтверждаемой на досвіді, легування повинно запобігати утворенню вюстітной фази і призводити до виникнення окисла типу шпінелі з можливо меншим параметром решітки. Цей принцип був успішно використаний в теорії окислення сплавів Ni-Сг, розвиненою П. Д. Данкова і пізніше Д. В. Ігнатовим, і в теорії окислення сплавів Fe-Сг - А1 І. І. Корнілова, який показав також необхідність урахування хімічних реакцій компонентів сплаву з окисной плівкою.

На перший погляд може здатися, що такі легуючі елементи не можуть збільшити стійкість металу. Якщо іони Мег мають менші розміри, ніж Fe2 то входження перших в решітку сульфідів ущільнює її. Сталий стан досягається виходом частини іонів Fe2 і появою Fe3 що зменшують параметри решітки. У відповідності з цим В. І. Архаров[185]зазначає, що наявність іонів більшого радіуса, чим у Fe2 сприяє утворенню дірчасті вюстітной фази (наприклад Mn, Ca), a іони меншого радіусу (Ni, Со, Mg) ускладнюють її виникнення.

Ферити Me Me, FeS-x - y O - j - j - v подібно іншим фазам змінного складу, що містить кисень, зберігають стехіометрію (Ме: О 3: 4) лише при певному парціальному тиску кисню ро Стех, яке є функцією температури і величин хну. Взаємозв'язок між тиском кисню і дефектність кристалічної решітки феритів розглянута в гл. З досвіду Шмальцріда[202]випливає, що при збільшенні тиску кисню над стехіометричним магнетитом коефіцієнт дифузії заліза зростає в 150 разів. Зміна складу газової фази в бік зменшення парціального тиску кисню може привести до руйнування шпінельної структури з утворенням високодефектной вюстітной фази, значно активізує процес спікання.