Окисление и жаростойкость ниобия и тантала

Поскольку механизмы окисления высших силицидов ниобия и тантала с одной стороны, молибдена и вольфрама — с другой, как было показано выше, отличны друг от друга, принципы защитного действия и жаростойкие свойства соответствующих покрытий также различаются. [c.244]

Добавки металлов 1У-а и У-а групп сложным образом влияют на жаростойкость вольфрама (рис. 14.22). Ниобий и тантал улучшают жаростойкость вольфрама при 1000. .. 1460 °С благодаря образованию двойных оксидов и вольфраматов. Легирование сплавов Ш—Сг титаном (Ш — О. .. 14 Сг—О. .. 1,5 И) и одновременное легирование вольфрама ниобием (О. .. 13 %), танталом (О. .. 15 и 25. .. 50 %) и молибденом (О. .. 2,5 %) приводит к резкому уменьшению скорости окисления на воздухе при 1200 "С. Минимальная скорость 1 мг-см -ч достигается при легировании вольфрама хромом (8 %) и титаном (1,5 %), Поскольку титан стабилизирует вольфраматы ниобия и тантала, перспективны сплавы систем Ф—МЬ—Т1 и W— Та—Т1. Максимальная жаростойкость получена на сплавах W—Сг—Рс1 (скорость окисления 0,01 и 1,5 мг-см -ч"1 при 1200 и 1400 С для сплава W— 10 Сг—1 Рс1), а время до разрушения — 550, 100 и 14 при 1200, 1400 и 1800 °С [c.431]

Защита металлов от химической коррозии в основном заключается в их легировании добавками элементов, более стойких к окислению. Защита легированием основана на образовании соединений а) с малой дефектностью кристаллической решетки, обладающих низкими коэффициентами диффузии по отношению к корродирующему агенту б) с кристаллической решеткой шпинелей (типа двойных оксидов), обладающих повышенной химической стойкостью. Наиболее эффективными легирующими добавками, сообщающими железу жаростойкость, являются хром, титан, молибден, вольфрам, алюминий, тантал, ниобий. Благодаря их применению созданы коррозионностойкие стали для реактивной, ракетной, атомной и другой техники. [c.153]

ЖАРОСТОЙКАЯ СТАЛЬ - сталь, отличаюЕцаяся жаростойкостью. Стойка против интенсивного окисления на воздухе или в других газовых средах при т-ре выше 550° С. Используется с конца 19 в. Жаростойкость обусловлена наличием на поверхности Ж. с. плотной и тонкой пленки окислов, достаточно прочно сцепленной с осн. металлом. Пленка состоит преим. из окислов легирующих элементов — хрома, кремния и алюминия, термодинамически более стойких, чем окислы железа. Содержание этих элементов определяет класс Ж. с. (табл. 1). Хром, являясь осн. легирующим элементом Ж. с., повышает жаростойкость пропорционально увеличению его содержания (рис.). Никель способствует образованию аустенитной структуры (см. Аустенит). Стали с такой структурой легче обрабатывать, они отличаются хорошими мех. св-вами. Добавки кремния (более 2%) и алюминия (более 0,5%) ухудшают мех. св-ва стали. Титан, ниобий и тантал связывают углерод в карбиды, предотвращая выделение карбидов хрома, которое обедняет близлежащую металлическую основу хромом и приводит к уменьшению жаростойкости. Молибден и вольфрам (в небольших количествах) незначительно повышают жаростойкость, но уменьшают склонность стали к ползучести при высокой т-ре. Если молибдена содержится более 3—4%, жаростойкость стали резко ухудшается из-за образования нестойких и рыхлых его окислов. Церий и бе- [c.420]

К.-м. м. па основе карбида титана обладают недостаточной жаростойкостью, вследствие чего к ним добавляют карбиды тантала, ниобия, хрома, кремния или бора. Введение этих карбидов изменяет строение окалины, она становится плотной, препятствуя проникновению кислорода. Относительно высокой жаростойкостью отличаются К.-м. м. на основе карбида хрома. При т-ре до 1100° С они покрываются тонкой защитной пленкой, к-рая предохраняет от дальнейшего окисления. Карбидохромовые керметы марок КХН и 608 (табл. 2), содержащие от 10 до 40% N1, хорошо сопротивляются абразивному износу (см. Абразивность), коррозии в щелочах и к-тах, растворах минеральных солей, морской воде, расплавленном стекле (см. Коррозия металлов). [c.567]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология