Нитриды в сталях

Второй случай разрушения трубы произошел в печи крекинга газа после ее эксплуатации при 1Ю0°С в течение 3400 ч. Как и в первом случае, разрушению подверглась нижняя часть трубы, обращенная к горелкам и испытывавшая большую теплонапряженность. Сравнивая химические анализы образцов металла на различных участках поперечного сечения трубы, нашли, что около участка хрупкого разрушения в стали содержалось большое количество углерода, связанного в виде карбидов типа Ме Сз (4,92—5,12%) при допускаемых по стандарту пределах 0,2—0,6"/о. В месте же непосредственного разрушения обнаружили еще свободный графит в количестве 5% и равномерно распределенные частицы нитридов с многочисленными трещинами вблизи них. [c.162]

В третьем случае труба, прослужившая в печи 4700 ч при температуре около 1100 С, разрушилась вследствие высокого насыщения стали углеродом. В поперечном сечении трубы были отчетливо видны дефекты — расслоения металла с образованием крупных отдулин (пузырей), расположенных вблизи внутренней поверхности трубы. В микроструктуре металла обнаружены карбиды и нитриды, причем на границах раздела фаз хорошо наблюдались микротрещины, направленные в сторону зоны карбидов. Наличие отдулин дает основание полагать, что они возникли в результате расслоения стали и образования в толще металла местных скоплений азота, давление которого при высокой температуре сильно возросло, что и привело к появлению и росту пузырей у внутренней поверхности печной трубы (рис. V-10). [c.162]

Введение в жидкие висмут, свинец или ртуть небольших (обычно около 0,05% по массе) количеств ингибиторов — циркония или титана — суш,ественно (иногда в сотни раз) снижает скорость растворения в них железа и стали, что обусловлено образованием на поверхности защитных пленок нитридов и карбидов циркония и титана, затрудняющих выход атомов твердого металла в жидко-металлический раствор. Кроме того, присутствие этих ингибиторов замедляет кристаллизацию растворенного металла в условиях термического переноса массы и увеличивает пресыщение раствора в холодной зоне. [c.145]

Большое значение в машиностроении имеют также некоторые соединения хрома, молибдена и вольфрама. Так, например, поверхность стали, содержащей хром, упрочняется за счет образования нитридов и карбидов хрома. [c.289]

Некоторые из предложенных объяснений склонности ферритных нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии основаны на разнице скоростей растворения различных образующихся карбидов или на предполагаемой большей реакционной способности напряженной кристаллической решетки металла. Однако наиболее убедительное объяснение получено с помощью теории, широко используемой для объяснения этих явлений в аустенитных нержавеющих сталях. Согласно этой теории, разрушения происходят вследствие обеднения границ зерен хромом [36—38]. Различия в температурах и времени, необходимых для сенсибилизации этих сталей, объясняются более высокими скоростями диффузии углерода, азота и хрома в ферритной объемно-центрированной кубической решетке по сравнению с аустенитной гранецентрированной. В соответствии с этим, карбиды и нитриды хрома, которые растворены при высокой температуре, ниже [c.310]

Пассивация анодов из двуокиси, нитридов и карбидов титана при анодной поляризации стала препятствием прп осуществлении процесса получения титана электролизом с растворимыми анодами, на первый взгляд казавшегося перспективным. Поэтому электролитическое получение титана проводят с нерастворимыми графитовыми анодами. [c.531]

АЗОТИРОВАНИЕ СТАЛИ — насыщение поверхности стальных деталей азотом в виде соединений — нитридов железа и легирующих металлов. Нитриды образуются на поверхности при нагревании изделий приблизительно до 650° С в атмосфере сухого аммиака на протяжении определенного промежутка времени. А. с. повышает се твердость, износоустойчивость и коррозионную стойкость. [c.10]

Практические применения плазмы. Плазмохимические процессы заняли прочное место в ряде отраслей техники. Они применяются для нанесения металлических покрытий на различного рода изделия, в том числе из полимерных материалов, для получения металлов из оксидов, галидов, сульфидов, для синтеза тугоплавких карбидов, нитридов, оксидов, в форме порошков. Плазменная переплавка стали приводит к получению металла очень высокой прочности и большой долговечности. Плазменные методы отличаются высокой производительностью аппаратуры, но обычно требуют большой затраты энергии. В плазменных процессах, как правило, достигаются очень высокие температуры, которые создают возможности осуществления химических реакции с очень высокими скоростями и образования высокоактивных форм веществ. Особенно эффективно применение плазмы для получения свободных радикалов и атомов из молекул. Так, в тлеющем разряде можно практически полностью осуществить диссоциацию водорода на атомы при 800 К, в то время как при обычном нагревании до этой температуры равновесная смесь содержит лишь 10 % атомов. [c.252]

Соединения элементов У1В-группы имеют большое значение в машиностроении. Так, например, поверхность стали, содержащей хром, упрочняется за счет образования карбидов и нитридов хрома (нитроцементация). Карбид вольфрама С, почти не уступающий по твердости алмазу, служит для получения металлокерамических пластинок для режущего инструмента резцов, фрез, сверл, способных обрабатывать самые твердые материалы фис. 27). [c.114]

В отличие от нитридов металлов IVB-, VB-, VIB-групп нитриды металлов семейства железа малоустойчивы, но тем не менее играют большую роль в химико-термической обработке стали. [c.132]

Нитрид железа обладает чрезвычайной твердостью. Процесс его образования на поверхности стали называется азотированием стали. [c.361]

Методы обработки металлов резанием также трансформировались — стали более высокопроизводительными благодаря применению новых режущих инструментов, изготовленных из синтетических алмазов, карбидов вольфрама или титана, карбидов или нитридов других элементов, полученных химическим путем (эльбор, боразон). [c.7]

Железо, кобальт и никель поглощают водород, но определенных соединений с ними не дают. Нитриды их неустойчивы, ио, образуясь на поверхности стальных изделий при насыщении их азотом в атмосфере аммиака, делают эти изделия более коррозионно устойчивыми и более твердыми. Стали, легированные металлами, имеющими большое сродство к азоту (титан, ванадий, хром, марганец), лучше азотируются. [c.346]

Применение. В больших количествах азот употребляется для получения аммиака. Широко используется для создания инертной среды — наполнения электрических ламп накаливания и свободного пространства в ртутных термометрах, при перекачке горючих жидкостей. Им азотируют поверхность стальных изделий, т. е. насыщают их поверхность азотом при высокой температуре. В результате в поверхностном слое образуются нитриды железа, которые придают стали большую твердость. Такая сталь выдерживает нагревание до 500°С без потери своей твердости. [c.189]

После закалки с температур значительно превышающих увеличивает твердость и прочность. Особенно увеличивается отношение предела текучести к пределу прочности. Незначительно уменьшает вязкость стали. Повышает механические свойства при высоких температурах. Препятствует понижению твердости стали при отпуске. При температурах отпуска 550—600 С отмечается эффект вторичной твердости. Образуя стойкие нитриды, значительно повышает твердость стали после азотизации [c.18]

В сварных соединениях углеродистых сталей наиболее склонны к зфупкому разрушению участки и зоны термического вдшяния, нагреваемые до 200-500 °С. Их охрупчивание связано с деформационым старением выделением карбидов и нитридов из ферритной основы ростом зерна при нагреве мегалла, получившего критические деформации. [c.179]

Процесс сварки труб из центробежнолитых трубных заготовок отличается рядом особенностей вследствие специфических свойств аустенитных хромоникелевых сталей. Аустенитная сталь типа НК-40 характеризуется электрическим сопротивлением, примерно в 5 раз большим, чем обычных углеродистых сталей, и низкой теплопроводностью металла, что определяет выбор методов и режимов сварки. Химический состав хромоиикелевых сталей также оказывает влияние на происходящие металлургические процессы сварки. Высокое содержание хрома в сплаве делает его взаимодействие с кислородом и рядом оксидов (МпО п 5102) достаточно активным, что вызывает интенсивные марган-цево-кремневосстановительные процессы, сопровождающиеся окислением значительных количеств хрома. Другие элементы, входящие в жаропрочный сплав (Ре, N1, Мп, 51, 5, Р, N и др.), при сварке могут образовывать различные эвтектики, карбиды, нитриды, интерметаллиды. Образование в металле новых фаз вызывает появление структурных напряжений, особенно металлов центробежнолитых трубных заготовок с характерной анизотропной дендритной структурой. Наконец, при сварке в результате воздействия высоких температур происходит укрупнение зерен в структуре металла и его разупрочнение при комнатной температуре, что ухудшает эксплуатационные свойства труб. [c.33]

Изучая фотографии микроструктуры образцов металла из поперечного сечения трубы, установили наличие высокой концентрации нитридной фазы в форме игл, имеющей сходство с перлитной фазой углеродистой стали. Иглы нитридов пронизывали металл насквозь. Во многих местах были видны микротрещины и пустоты. На основании наблюдений сделано заключение о том, что образование нитридной фазы вызвало ох-рупчпванис стали, привело к се растрс скиванию и последующему выходу трубы из строя. [c.162]

Свойства. Металлы серебристо-белого цвета, причем блестящими остаются на воздухе только Ве и М , а Са, 5г и Ва быстро покрываются пленкой из оксидов и нитридов, которая не обладает защитными свойствами (в отличие от оксидной пленки на пове 1х-ности Ве и Mg) при хранении на воздухе Са, 8г и Ва разрушаются. Температуры плавления и твердость металлов подгруппы ИА значительно выше, чем щелочных. Барий по твердости близок к свинцу, но в отличие от последнего при разрезании легко крошится, разделяясь на отдельные кристаллы бериллий имеет твердость стали, но хрупок. Радий сильно радиоактивен, период полураспада его 1620 лет подвергаясь а-распаду, он превращается в радон. Некоторые свойства металлов подгруппы ПА указаны в табл. 3.2. Кальций, стронций, барий и радий называют щелочноземельнымн металлами (во времена алхимии и позднее многие оксиды металлов считали разновидностями земли, землями ). [c.311]

При нормальной темиературе большинство металлов и спллиов практически не взаимодействует с азотом, но ири высоких температурах скорость реакции различных металлов с азотом возрастает. Азотирование применяется для повышения иоаерхностиой твердости некоторых металлов (титана, сталей). Нитриды бора и кремния отличаются исключительно высокой нор розиониой стойкостью в неорганических кислотах и хлоре. [c.807]

Из этих данных следует, что частицы кварца, оксидов алюминия и железа могут врезаться в феррит, перлит, аустенит. Кроме того, они могут врезаться и в азотированную поверхность стали, имеющей твердость примерно И ООО МПа. В основном только карбиды и нитриды металлов могут в какой-то степени противостоять абразивному воздействию твердых частиц. В этом отноше1ши наиболее опасны частицы кварца, являющегося наиболее распространенным в природе минералом. [c.23]

Нитриды d-элементов имеют типичный состав MeN (S N, TiN, VN, rN и др.) и представляют собой металлоподобные соединения с преимущественно металлической связью. Все они твердые непрозрачные вещества, тугоплавки, химически мало активны. Нитриды железа Fe4N, Fe3N образуются при азотировании стали и придают ей твердость, устойчивость к износу и коррозионную стойкость. Нитриды NbN и TaN не растворяются даже в царской водке и имеют температуру плавления около 3000 °С. [c.342]

С В. активно взаимодействует с кислородом и образует пентоксид УгО . При 700° С С азотом образует нитрид УМ, с углеродом — карбид УС, обладающий высокой твердостью и т. пл. 2800° С. Из оксидов В. важнейшим является УаОб, применяемый в качестве катализатора в производстве серной кислоты и в органическом синтезе в реакциях окисления. У2О5 — ангидрид ванадат-ной кислоты, растворяется в щелочах, образуя соли — ванадаты. В. применяется для легирования сталей, имеющих высокую твердость, упругость, сопротивление истиранию (содержание В. 0,15— 0,25%). В. является компонентом сплавов для постоянных магнитов. Соединения [c.52]

Свойстм. Металлы серебристо-белого цвета, причем блестящими остаются на воздухе только Ве и Ме, а ( , Зг и Ва быстро покрываются пленкой из оксидов и нитридов, которая не обладает защитными свойствами (в отличие от оксидной пленки на поверхности Ве и М ) при хранении на воздухе Са, 5г и Ва разрушаются. Температуры плавления и твердость металлов подтруппы 11Л значительно выше, чем щелочных. Барий по твердости близок к свинцу, но в отличие от последнего при разрезании легко кроижтся, разделяясь иа отдельные кристаллы бериллий имеет твердость стали, но хрупок. [c.329]

Велика роль азота в металлургических процессах. Обычно его присутствие ухудшает свойства металлов, поэтому стремятся предотвратить взаимодействие металла с азотом или удалить из металла содержаи ийся в нем азот. В частности, при юлучении высококачественных сталей азот удаляют добавкой титана (в виде сплава с железом-ферротнтана). Титан образует очень прочный нитрид, который переходит в шлак. Вместе с тем проводят азотирование поверхности стали, образовавшиеся нитриды железа значительно увеличивают твердость поверхностного слоя изделий. [c.411]

Применение в технике. Применение циркония, так же как и титана, в последнее время сильно развивается, несмотря на сложность переработки его руд Металлический цирконий присаживается к стали как раскислитель и деазотизатор. Сплавы циркония с кобальтом и никелем обладают кислотоупорными свойствами. Цирконий является одним из лучших материалов для ядерных реакторов. Двуокись циркония — огнеупорный материал, который вследствие ничтожного коэффициента расширения (0,00000019— 0,00000089 на 1° ср. у кварца 0,00000048) не трескается при резких колебаниях температуры. Двуокись циркония применяется также в стекловаренном деле, в производстве глазурей, эмалей, для вулканизации каучука, при просвечивании рентгеновскими лучами пищеварительных органов (вместо сернокислого бария) 2гОз входит в состав белил. Нитриды, карбид и силицид применяются как абразивные материалы, как теплоизоляторы и т. п. [c.300]

Твердость азотированной стали выше 1000 по Бринелю, тогда как твердость цементированной (науглероженной) стали не выше 800. Антикоррозийные свойства азотированной стали также значительно выше. Так как процесс азотирования протекает при более низкой температуре, чем цементация, то деформация тонких предметов почти исключается. Глубину проникновения нитрида железа легко варьировать, изменяя температуру и время процесса. Кроме того, в процессе азотирования происходит заметное увеличение объема стали и поэтому стертые калибры, лекала и др. инструменты можно довести до прежнего размера. Известен нитрид железа состава Ре4Ы, устойчивый до 680° С. [c.361]

Порошок карбида вольфрама W , по твердости близкого к алмазу, служит для получения металлокерамических пластинок с кобальтом в качестве связующего. Такие пластинки (марка WK-6) употребляют для изготовления режущего инструмента (резцов, сверл, фрез), способных обрабатывать самые твердые материалы. Карбид хрома СгдСг в сплаве с никелем тоже обладает высокими режущими свойствами. Поверхность стали, содержащей хром, сильно упрочняется за счет образования на ней карбидов или нитридов. Оксид хрома (И1) служит для полирования и шлифования различных изделий, употребляется в производстве искусственных рубинов (гл. XI, 3). Хроматы и бихроматы используются в качестве окислителей. Смесь бихромата калия с серной кислотой (хромовая смесь) применяется для очистки химической посуды от загрязнений. [c.340]

Ниобий, характеризующийся тугоплавкостью, жаропрочностью и коррозионной устойчивостью, находит все большее применение в производстве сталей для химической аппаратуры, нефтяных и газовых труб. Ниобий и некоторые его соединения (карбиды, нитриды, силициды) вводят в сплавы для повышения жаростойкости и коррозионной устойчивости. Сплавы, содержащие ниобий, необходимы в производстве управляемых снарядов, ракет, самолетов и космических кораблей. Оксид ниобия (V)- Nb205 применяют как катализатор, а также в производстве стекол, не пропускающих инфракрасные лучи, и стекол с высокими коэффициентами преломления. [c.467]

ЩИЙ поглощение сталями, содержащими марганец, азота из атмосферы диссоциирующего аммиака. Некоторые свойства нитрида Мп4М приведены в табл. 96. [c.374]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология