Окисление и жаростойкость циркония

При легировании боридов, в частности диборида циркония, дисилицидом молибдена (10% мол.) также наблюдается значительное повышение жаростойкости при высоких температурах (рис. 6) [83]. Исключительно высокой жаростойкостью обладают силициды тугоплавких металлов, причем максимальное сопротивление окислению наблюдается у сплавов, отвечающих формуле МеЗ . В системах [c.200]

Хорошая жаростойкость никеля еще повышается при добавлении 20 % Сг. Этот сплав устойчив к окислению на воздухе до 1150 °С (один из наиболее термостойких сплавов, совмещающий отличную стойкость к окислению с хорошими физическими свойствами как при низких, так и при повышенных температурах торговое название в США нихром У). Устойчивость промышленных марок этого сплава к окислению значительно повышается, когда во время плавки в них добавляют металлический кальций в качестве раскислителя, предотвращающего окисление сплава по границам зерен. Полезны также небольшие количества циркония, [c.207]

И 2 1 сильно окисляются в течение 20 час. Скорость окисления сплавов этих двух разрезов превышала скорость окисления нелегированного циркония, за исключением сплавов с 1 и 2% (8п + Си) по разрезу 2 1. Сравнение скоростей окисления сплавов с одинаковым суммарным содержанием олова и меди по разрезам 8п Си=4 1 и 2 1 показывает, что значения скоростей окисления сплавов разреза 4 1 гораздо выше (как правило), чем сплавов разреза 2 1. Все сплавы разрезов Зп Си=1 1, 1 2 оказались более жаростойкими, чем нелегированный цирконий. Для них скорость окисления лежит в пределах 0,61—1,12 [ м -час, содержание олова и меди 1—4 вес.%, скорость окисления циркония — [c.182]

ОКИСЛЕНИЕ И ЖАРОСТОЙКОСТЬ ЦИРКОНИЯ [c.68]

Многие металлы (Ве, НГ, Сг, W, Со, N1, Ре, Си, Р1) почти не влияют на скорость окисления циркония, ванадий и тантал значительно увеличивают количество поглощенного кислорода, а ряд элементов (МЬ, Мо, А1, Т1, С, 5п, РЬ) понижает жаростойкость циркония. Повышенное содержание кремния улучшает сопротивление циркония окислению с образованием стекловидной окалины, которая, однако, плохо выдерживает термические удары и подвержена отслаиванию при колебаниях температуры. [c.69]

Жаростойкость тантала повышают легированием никелем, молибденом (до 15%), вольфрамом (до 50%) (рис. 14.21). Добавки V и ЫЬ до 15 % приводят к двукратному повышению жаростойкости тантала. Эффективны добавки металлов 1У-а группы. Положительное влияние циркония усиливается при повышении температуры до 1100 °С, Сплавы И —Та, богатые гафнием, устойчивы кратковременно к окислению при 2000 °С. Наиболее высокой жаростойкостью обладают тройные и многокомпонентные сплавы тантала (см. табл. 14,9). Тантал, легированный хромом и никелем (суммарное.содержание Сг, N1 15 %), окисляется со скоростью, меньшей, чем хром. Наибольшей жаростойкостью в этой системе обладает сплав Та—7,5 Сг—5Ы1. Наивысшей жаростойкостью обладают сплавы тантал - металл 1У-а группы, легированные хромом, алюминием, кремнием, бериллием, молибденом. [c.430]

Испытание на жаростойкость при 650° проводили с целью выяснения относительной стойкости тройных а- и -твердых растворов на основе циркония. Исследовали сплавы, закаленные при 1200 и 800°, состоящие из - и а-твердого раствора соответственно. Степень окисления опреде- [c.28]

Испытания жаростойкости тройных сплавов циркония с бериллием в течение 20 час. при 650° на воздухе показали, что их окисление происходит с большей скоростью, нежели нелегированного циркония. Надо отметить, что сплавы разрезов П1 и IV, которые легированы с преобладанием бериллия, меньше окисляются. [c.70]

Результаты коррозионных испытаний в воде свидетельствуют о том, что железо и олово благоприятно влияют на коррозионную устойчивость циркония, при температуре 350° и давлении 168 атм в течение 3650 час. привес большинства сплавов составляет до 10 г/лг . Окисная пленка сплавов после коррозии имеет черно-синий цвет и обладает защитными свойствами. Повышение температуры коррозионных испытаний до 400° в течение 500 час. приводит к незначительному увеличению привеса. Цвет и характер окисной пленки практически меняются мало. Из сопоставления результатов по жаростойкости сплавов при 650° установлено, что легирование с преобладанием железа благоприятно влияет на стойкость против окисления на воздухе при 650°. В сплавах, где содержание олова больше, чем железа, привес сплава больший, окисная пленка имеет белый цвет и легко отслаивается. [c.137]

Исследования по жаростойкости сплавов при температуре о50 и времени выдержки 150 час. показали, что сплав циркония с 0,3% молибдена и 0,3% меди, легированный хромом, железом и никелем, показал удовлетворительную стойкость против окисления на воздухе. Привес в этом случае соответствует в среднем 45—50 г/м . [c.150]

Испытания жаростойкости тройных сплавов цирконий — олово — медь в течение 20 час. при 650 " на воздухе показали, что сплавы с соотношением концентраций олова к меди 1 1 и 1 2 более стойки против окисления, чем нелегированный цирконий. Наименьшие скорости окисления показали сплавы циркония с 1,50% Sn + 1,50% u и с 0,67% Sn + + 1,33% u, для которых скорости окисления составляют соответственно [c.185]

Лучшей стойкостью против окисления на воздухе при 650° в течение 100 час. (см. табл. 3) обладают сплавы разреза Мо Ni = l 3, так, стойкость сплава с 2% добавок в два раза лучше, чем у нелегированного циркония. Добавление к цирконию молибдена и никеля до 3 вес.% в равных соотношениях мало влияет на его сопротивление окислению. Самую плохую жаростойкость на воздухе имеют сплавы разреза Мо Ni = 3 1. Таким образом, проведенные исследования позволили установить, что [c.198]

Испытания жаростойкости тройных сплавов цирконий—ниобий— молибден в течение 20 час. при 650° на воздухе показали, что окисление сплавов, закаленных с 1200 и 600° происходит с большей скоростью, нежели нелегированного циркония. Только сплав № 53 (0,50% Nb-f + 0,50% Мо), закаленный с 1200°, имеет скорость коррозии (1.92 г/л - час), приближающуюся к скорости коррозии циркония (1,70 г1м час). [c.208]

Все испытанные сплавы имеют меньшую жаростойкость на воздухе по сравнению с чистым цирконием, скорость окисления сплавов превышает скорость окисления циркония в 3—7 раз. [c.218]

При образовании неоднофазной окалины следует учитывать свойства оксидов легирующих элементов. При значительном легировании ниобия цирконием и титаном, имеющими большее, чем ниобий, сродство к кислороду, происходит преимущественное образование оксида легирующего металла, а как более высокозарядный ион, уменьшает концентрацию анионных вакансий в пленке. Скорость окисления сплава при этом уменьшается (табл. 14.9). Из данных, приведенных в таблице, видно, что немногие элементы ухудшают жаростойкость ниобия. Перспективно легирование алюминием, титаном и хромом. Л и]рование цирконием в количестве >20 % повышает жаростойкость ниобия в связи с образованием фазы 62г02-КЬз05, [c.427]

Из табл. 4 следует, что жаростойкость всех испытанных сплавов сравнима с жаростойкостью нелегированного циркония. Скорость окисления сплава 19 (0,67% 8п+1,33% Си) несколько уменьшается при легировании его 0,1% хрома (в том числе совместно с другими легирующими элементами). Наименьшими скоростями окисления отличаются тройные сплавы 26 (1,50% 8п+1,50% Си) и 29 (1,50% 5п-ь1,50% Си-Ь0,10% Сг), для которых скорость коррозии за 100 час. составляет [c.218]

N1=3 от 1 до 6 вес, /о, 1 1 от 1 до 3 вес,%, 1 3 от 1 до 2 вес. /о. Испытание коррозионной стойкости сплавов циркония с молибденом и никелем в воде при 350° и 170 атм в течение 4000 час. показало, что ни один из исследованных сплавов не обнаружил достаточной коррозионной стойкости в воде высоких параметров. Испытание в углекислом газе при 500° и 20 атм показало, что легирование циркония молибденом и никелем незначительно влияет на его коррозию в течение 2000 час. Исследование жаростойкости на воздухе при 650° С показало, что никель улучшает сопротивление окислению циркония на воздухе, в то время как молибден его ухудшает. Исследование механических свойств сплавов при испытании на растяжение при комнатной температуре и 400° С показало, что легирование циркония молибденом и никелем в количестве 1 и 2 вес.% примерно в 2 раза повышает предел прочности. [c.272]

Скорость окисления титана снижается при легировании его алюминием или вольфрамом. Небольшие добавки бериллия, лантана, тория, кальция (0,005—0,05%) повышают, а добавки циркония или бора понижают жаростойкость титана, легированного алюминием. Олово, цирконий и железо сильно понижают жаростойкость титана. [c.68]

Гафний Hf (лат. Hafnium, от древнего названия Копенгагена — Hafnia). Г.— элемент IV группы 6-го периода периодич. системы Д. И. Менделеева, п. и. 72, атомная масса 178,49. Положение Г. в периодической системе было предсказано Д. И. Менделеевым. Д. Костер и Г. Хевеши в 1923 г. обнаружили Г. в норвежской руде. Г.— типичный рассеянный элемент. Он не образует собственных минера.яов и в природе сопутствует цирконию. Г.— серебристо-белый металл. Чистый Г. пластичен, легко поддается холодной и горячей обработке. По химическим свойствам сходен с цирконием. В соединениях проявляет степень окисления-(-4. Металлический Г. на воздухе покрывается пленкой оксида НГОг.При нагревании реагирует с галогенами, а при высоких температурах с азотом и углеродом, образуя тугоплавкие HfN и Hf . Растворяется в плавиковой и концентрированной серной кислоте. Водные растворы солей Г. легко гидролизуются. Применяется Г. для изготовления катодов электронных ламп, нитей ламп накаливания, жаростойких железных и никелевых сплавов, в атомной технике и др. [c.36]

Испытания на жаростойкость проводились на воздухе при температуре 650°. Были испытаны сплавы циркония с сум.марным содержанием меди и никеля от 0,25 до 10 атомн.% ( u + Ni). Цилиндрические образцы (высота 10 мм и диаметр 5—6 мм) укладывали в прокаленные до постоянного веса кварцевые стаканчики и помещали в муфельную печь.-После выдержки (от 10 до 100 час.) образцы вынимали из печи, каждый стаканчик покрывали крышкой (во избежание потерь продуктов реакции от растрескивания окисных планок при быстром охлаждении образцов). Окончательно образцы в стаканчиках охлаждали в энсикаторе п после осмотра и взвешивания вновь ставили -на окисление в печь. Суммарное время окисления сплавов на воздухе при температуре 650° составило 2000 час. Степень окисления сплавов определяли по привесу и пересчитывали в граммах на квадратный метр поверхности (г/лг ). Полученные результаты по жаростойкости циркониевых сплавов приведены в табл. 1, пз которой видно, что совместное легирование циркония медью и никелем улучшает его жаростойкость. Вместе со сплавами испытывали, [c.159]

Влияние добавок ниобия на окисление вольфрама показано на рис. 35. Добавление к вольфраму в целях повышения жаростойкости кобальта, титана, циркония, ванадия, хрома в количестве 5% (ат.), а также молибде- [c.71]

В книге представлены оригинальные исследования процессов коррозии при высоких температурах в атмосфере, металлических и солевых (галогенных, карбонатных и др.) расплавах. В разделах сборника рассмотрены теоретические аспекты процесса высокотемпературного окисления металлов и полупроводников, закономерности газовой коррозии титана, циркония, ванадия, вольфрама и др., коррозия металлов в расплавах, методы получения, свойства и закономерности коррозии защитных жаростойких силицидных, окисных и хромовых покрытий. Показаны методы защиты конструкционных материалов от высокотемпературной коррозии. [c.2]

Известно, что иттрий склонен к образованию сложных окислов типа шпинелей с окислами различных металлов, в том числе с окислами хрома, молибдена и циркония. Резкое уменьшение скорости окисления сплавов при появлении в окалине окислов хрома авторы работы [119] связывают именно с образованием таких сложных окислов хрома и иттрия типа шпинелей. Из вышеизложенного следует, что иттрий повышает жаростойкость железо-хромистых сталей и сплавов на основе хрома, окисная пленка которых состоит из окисла хрома СггОз или двойных окислов типа шпинелей. [c.93]

Покрытия из металлов п сплавов используют в качестве антикоррозионных (хром, никель, нихром), жаростойких (ниобий, мо либден), жароэрозионностойких (вольфрам). Хромоникелевые само-флюсующиеся сплавы обладают износостойкостью, эрозионной и коррозионной стойкостью, стойкостью к окислению при высокой температуре. Оксиды (оксид алминия, оксид хрома, диоксиды циркония или титана) применяют как теплозащитные покрытия, обладающие высокой жаро- и коррозионной стойкостью, твердостью. Бориды различных металлов имеют высокую твердость и хорошую жаростойкость, силициды — высокую термо- и жаростойкость. Карбиды металлов в большинстве случаев характеризуются высокой твердостью, износо- и жаростойкостью нитриды титана, циркония, гафния — высокой твердостью, износо- и термостойкостью, устойчивостью к коррозии. [c.139]

Сплавы ниобия и тантала. Поскольку МЬаОб — полупроводник п-типа с анионными вакансиями, можно было бы полагать, что добавка в ниобий более высоковалентного металла (в области параболического окисления) должна привести к снижению скорости окисления. Однако анализ изменения концентрации и подвижности анионных вакансий в МЬдОа при легировании титаном, ванадием, хромом и алюминием показывает, что в связи с высокой концентрацией дефектов, отличающейся лишь на два порядка от концентрации свободных электронов в металлах, и возможным изменением подвижности при изменении их концентрации подход к жаростойкому легированию ниобия с позиции теории Вагнера неприменим. Априорный выбор добавок в данном случае затруднен. Важную роль играет размер иона легирующего элемента. При образова НИИ однофазной окалины легирование ниобия металлами, образующими ионы меньшего, чем ион N5 , размера, может привести к сжатию ячейки на основе ЫЬзОь, снижению объемного отношения и торможению диффузии ионов О в оксиде. Например, легирование ниобия цирконием, имеющим больший, чем у радиус иона (0,79и 0,69-10 м соответственно), ускоряет окисление ниобия, а V, Мо и Сг (с радиусом ионов 0,59 0,62 и 0,63-10 м соответственно) — замедляют. [c.427]

ИЛИ азота, ухудшающего механические свойства сплава. С этой точки зрения полезно легирование металлами, снижающими растворимость кислорода и азота, напри мер, молибденом и вольфрамом. Максимальной жаростой костью обладают сложнолегированные сплавы. Напри мер, повышение жаростойкости сплавов НЬ—Т1 дости гают легированием их алюминием, вольфрамом, хромом цирконием, никелем и иттрием. Сплав на основе ниобия содержащий Т — 25, А1 — 8, V — 0,2 %, окисляется при 1100 °С со скоростью 0,15 мг-см -ч . Скорость окисления при 1100 °С сплава, содержащего Т1 — 20, W— 10, N1 — 4%, равна 1,4 мг-см >ч" . Таким образом, достигнуто примерно 100-кратное увеличение жаростойкости ниобия. Однако жаростойкое легирование часто приводит к снижению жаропрочных свойств. Этого недостатка лишены сплавы ЫЬ——Т1, дополнительное легирование которых металлами группы железа снижает скорость окисления при 1200 °С до 2,7 мг-см -4" . К этой [c.429]

Окисление сплавов на воздухе при 650° проводили в течение 100 час., с взвешиванием образцов через 3, 6, 9, 12, 15, 20, 45, 70 и 100 час. после начала испытаний. Образцы сплавов помеш,али в предварительно доведенные до постоянного веса при 650° кварцевые стаканчики и выдерживали в открытой шахтной печи в течение указанных выше промежутков времени. Охлаждение стаканчиков с образцами произ1Водили в эксикаторе, каждый стаканчик закрывали кварцевой крышкой во избежание потерь при растрескивании окисной пленки. Данные по жаростойкости сплавов циркония с ниобием и молибденом, содержащих присадки хрома, железа и никеля, представлены в табл. 3. [c.218]

Наиболее жаростойкими 1при окислении на воздухе при 650° в течение 40 час. являются тройные сплавы и четверной, легированный медью. Их скорость K0 p p 0aBH составляет 0,57—0,78 г1м -час, чистого циркония — 0,72 г/м - час. [c.44]

С 600°. Микроструктурные исследования закаленных сплавов показали, что они состоят из а-твердого раствора с выделениями химических соединений. Испытания на жаростойкость проводили в тех же условиях. Результаты испытаний даны в табл. 2. Малолегированные сплавы, до 0,2% (Sn + u), имеют почти такую же скорость окисления, как и нелегированный цирконий, увеличение содержания олова и меди приводит к усилению окисляемости сплавов. [c.184]

Окисление сплавов на воздухе проводили при 650° в течение 20 час. Образцы помещали в предварительно доведенные до постоянного веса кварцевые стаканчики, взвешивали и выдерживали в течение 20 час. в открытой шахтной печи, после чего стаканчики со сплавами охлаждали в эксикаторе. Полученные данные приведены в табл. 1. Результаты испытания показывают, что все сплавы без исключения окисляются гораздо сильнее нелегированиого циркония. Кроме того, введение хрома, кремния и особенно олова приводит к ухудшению жаростойкости тройных сплавов циркония с ниобием и молибденом. Наиболее жаростойкими оказались сплавы Zr + 0,80% Nb + 0,20% Мо и Zr + 0,80% Nb+0,20 Мо + 0,10% Сг, но и они окисляются примерно в 30 раз сильнее, чем цирконий. [c.209]

Жаростойкость всех изученных сплавов циркония с оловом и медью сравнима с жаростойкостью нелегированного циркония легирование 0,10% Сг сплава 2г + 0,67% 8п + 1,33% Си приводит к некоторому уменьшению окисляемости его на воздухе при 650° в течение 100 час. Жаростойкость сплава 2г+1,50% 8п+1,50% Си выше, чем нелегированного циркония, добавление 0,107о Сг приводит к небольшому уменьшению скорости окисления указанного сплава. Во всех остальных случаях легирование (0,20% Ре, 0,10% N1 и комплексное легирование) не приводит к улучшению окисляемости сплава 2г+1,50% 8п + 1,50% Си. [c.222]

Наиболее жаростойки при окислении на воздухе при 650° С (40 час.) тройные сплавы и четверной, легированный медью. Их ск0130сть окисления не превышает скорости окисления нелегированного йодидного циркония. Установлено, что наибольшая прочность и крипоустойчивость достигаются при легировании тройных сплавов молибденом. [c.266]

Излагаются экспериментальные результаты по изучению жаростойкости сплавов Zr— u—N1 на воздухе при 650° С по привесу, глубине зоны внутреннего окисления, толщине и твердости окисного слоя сплавов. Приведены сравнительные данные по окислению аналогичных сплавов по данным других авторов. Сплавы Zr—Си—Ni по сравнению с Zr—Sn u и Zr—Мо—( u, Nb, Ni) плaвaми являются более жаростойкими на воздухе при 650° С, причем медь в большей степени улучшает жаростойкость, чем никель. Наиболее жаростойкими являются сплавы циркония с 6 атомн.% ( u + Ni). Однако у этих сплавов при относительно малой толщине окисного слоя (25-—39 мк) глубина зоны внутреннего окисления достигает 185—320 мк. Определены механические свойства сплавов циркония с 0,5—3 атомн.% ( u + Ni) при комнатной температуре и при 400° С. Сплавы значительно прочнее циркония. При 400" С медь оказывает более эффективное влияние на жаропрочность циркония, чем никель так, сплав Zr+2,4 атомн.% Си+0,6 атомн.% Ni имеет о ,==29 kFImm" , а сплав Zr + 0,6 атомн.% [c.271]

Ni и его сплавы. Хорошая окалнностойкость никеля еще более повышается при добавлении хрома. Сплав 20% Сг—Ni стоек в воздухе до температуры порядка 1150°С. Этот сплав — один из лучших жаростойких сплавов и имеет высокую окалино-стойкость и хорошие механические свойства при низких и при повышенных температурах. Стойкость к окислению у этого сплава промышленных марок значительно повышается, если при его выплавке в качестве раскислителя используют металлический кальций. У таких сплавов не происходит окисления по границам зерен. Небольшие количества циркония, тория и редкоземельных металлов, например церия, также повышает окалиностойкостЬ сплава, возможно, вследствие уменьшения отслаивания защитных [c.161]

При температурах ниже 150—165° С на уране образуется окисная пленка, состоящая преимущественно из иОг и обладающая защитными свойствами, обусловливающими параболический закон окисления. С повышением температуры закон окисления приближается к линейному, а в окалине возрастает содержание изОв. При температурах выше 250° С образующаяся окалина из ОзОз с металлом не связана и скорость окисления урана велика, что приводит к самовоспламенению его. Легирование урана ниобием (50 и 907о) или цирконием (50%) повышает его жаростойкость. Из тройных сплавов наибольшей жаростойкостью на воздухе при 400° С обладают сплавы, содержащие 7,5% (ат.) и, 46—70% (ат.) 2г, 23—46% (ат.) МЬ. [c.73]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология