Диффузия хрома

При разогреве стали, хромированной гальваническим способом, с толщиной покрытия порядка 30 мкм при ПОО°С хром диффундирует в толщу стали, создавая благоприятные условия для хорошей адгезии покрытия с основным металлом. Никелевый подслой способствует диффузии хрома. [c.106]

С быстро (в течение нескольких секунд) выпадают по границам зерен. При этом в прилегающих участках сплава содержание хрома падает ниже значений, требуемых для нержавеющих сталей. И, как следствие, эти участки корродируют с большей скоростью, чем зерна. Высокая скорость диффузии хрома объясняет восстановление стойкости ферритных сталей к межкристаллитной коррозии при нагреве в течение нескольких минут при 650—815 °С (по сравнению с неделями и месяцами, необходимыми для восстановления стойкости сенсибилизированных аустенитных нержавеющих сталей). В результате такой обработки сплав приобретает в области границ зерен состав, характерный для нержавеющих сталей. [c.311]

Дальнейший рост карбидов происходит вследствие диффузии углерода и хрома из твердого раствора к границам зерен, В связи с тем. что при отпуске скорость диффузии углерода намного выше скорости диффузии хрома, в образовании карбидов участвует весь углерод твердого раствора, в то время как в реакции образования карбида участвует только хром, находящийся в твердом растворе около границ зерен. В результате этого процесса при температуре отпуска через некоторый промежуток времени по границам зерен образуется обедненная хромом область. Содержание хрома в этой [c.85]

Такая структура стали обладает повышенной стойкостью против межкристаллитной коррозии, так как сплошность и непрерывность карбидной сетки нарушаются, а скорость диффузии хрома в феррите выше, чем в аустените [138, 141]. [c.361]

Увеличение пластичности, наблюдаемое при отжиге сверя 24 час. при 750° С, может быть связано либо с явлением диффузии хрома, либо с образованием внутрикристаллитных образований. [c.291]

Холодная деформация перед провоцирующим отпуском в зависимости от содержания углерода в стали может либо сокращать, либо увеличивать время до появления склонности к МКК- Когда в стали значительное количество несвязанного углерода и границы зерен заметно обогащены им, деформация перед отпуском будет сокращать время до появления склонности к МКК благодаря ускорению диффузии хрома (быстрее образуется сетка карбидов по границам зерен). При небольшом количестве углерода на границах зерен (углерод связан в прочные карбиды) возникновение склонности к МКК определяется образованием карбидов в соответствии со схемой Бейна (см. рис. 16). Тогда относительное повышение скорости диффузии хрома по сравнению с углеродом из-за наличия деформаций приведет к некоторому увеличению времени до появления склонности к МКК (будет равносильно по действию увеличению содержания хрома). [c.57]

Наиболее обоснованной причиной возникновения межкристаллитной коррозии коррозионностойких сталей в подавляющем большинстве случаев следует считать обеднение хромом границ зерен вследствие выделения на них при отпуске фаз, богатых хромом. Наиболее часто МКК связана с образованием карбидов хрома. При отпуске в опасной зоне температур по границам зерен происходит выделение карбидов хрома, вследствие чего резко понижается концентрация углерода и хрома в приграничной области. Так как скорость диффузии углерода значительно выше, чем хрома, то при дальнейшем росте карбидов используется почти весь углерод твердого раствора, а хром только в зоне роста карбидов, т. е. около границ. В результате в приграничной области образуется зона с пониженным содержанием хрома. При увеличении времени и температуры отпуска скорость диффузии хрома будет превышать скорость диффузии углерода, так как концентрация хрома в объеме зерна практически не изменилась, а углерода сильно снизилась из-за образования карбидов. Это приводит к выравниванию концентрации хрома в объеме зерна и на границе. Коррозионная стойкость границ при этом повышается и склонность к МКК снижается. [c.102]

Длительный нагрев хромоникелевых сталей при 850—950 °С устраняет склонность сталей к МКК [99, с. 45, 74] вследствие диффузии хрома из глубины зерен к их границам, где после отпуска в области опасных температур его концентрация была понижена. [c.104]

Поверхностные слои, полученные диффузией хрома, поддаются деформированию и являются стойкими против образования окалины (длительное время до 850° и кратковременно до 1000° С) даже при содержании серы в окружающей атмосфере. [c.175]

Установлено хорошее соответствие между выделением карбидов хрома по границам зерен и склонностью сталей к МКК в области сравнительно низких температур (<740°) [121, 147 . Однако в области высоких температур. (940—740°) выделение карбидов хрома происходит, но МКК не развивается. Причину этого видят в том, что скорость диффузии хрома при этих температурах настолько велика, что образование зон, обедненных хромом в местах выделения карбидов еще невозможно. [c.40]

Кроме того, вследствие большей скорости диффузии хрома в феррите склонность к. межкристаллитной коррозии, вызванная неравно-.мерным распределением хрома, для аустенитно-ферритных сталей устраняется при меньшей продолжительности нагрева, чем для аустенитных. [c.122]

Гальванически хромированную ножевую сталь (30 мк хрома) можно дополнительно подвергнуть отжигу при 1100° С. При этом вследствие диффузии хрома возрастет прочность сцепления слоя с основой. Никелевый подслой благоприятствует диффузии хрома [473]. [c.175]

Использование феррито-аустенитной стали за счет введения ферритообразующих элементов. Наличие в структуре стали феррита в количестве 10—20% сообщает стали меньшую восприимчивость к межкристаллитной коррозии, что можно объяснить значительно большей скоростью диффузии хрома в феррите, чем в аустените. Однако следует иметь в виду, что присутствие феррита заметно снижает пластичность стали, что затрудняет технологию ее горячей обработки. [c.89]

Вакуумно-диффузионное хромирование труб для парогенераторов осуществляется по способу, разработанному УкрНИИспец-сталь [1]. Покрытие получают с помощью установок УМПТ-11М полунепрерывного действия. Трубы перемещаются в этих установках, совершая одновременно поступательное и вращательное движение. Во время движения труб на их наружной поверхности осаждаются пары феррохрома, который расплавляется в метал-лизационной камере (температура расплава феррохрома 1450 °С, поверхности труб 1270 °С). Хорошее сцепление хромового покрытия с металлом трубы достигается благодаря диффузии хрома, происходящей в течение металлизации. Толщина хромированного слоя на трубах из стали 12Х1МФ составляет 100—200 мкм содержание хрома в наружном слое покрытия 35—45 %. Защитный слой представляет собой твердый раствор хрома в а-железе и хромистые карбиды типа М зСв и М7С3. Ниже располагается обезуглероженный слой с ферритной структурой толщиной 0,8— [c.242]

По экспериментальным данным для аустенитных и хрононикелевых сталей типа 18-10 (18-8) эта температура "провоцирующего нагрева" составляет 600.. 650 °С. При дальнейшем повышении температуры все больше сказывается увеличение скорости диффузии хрома в "обедненные" зоны и время до появления у стали склонности к МКК увеличивается. Кроме того, при высоких температурах и увеличении длительности нагрева наблюдается коагуляция карбида, что привода к уменьшению склонности к ,1КК. Для с.талеГ Т1ша 18-10. эта температура аустенизации составляет порядка 1050...1100 С. [c.87]

Явление межкристаллитной коррозии происходит из-за неодинаковой скорости диффузии хрома и углерода. Карбиды в аустенитной стали выделяются ио границам зерна. Так как скорость диффузии углерода значительно ныше, чем у хрома, весь углерод успевает продиффунднровать к границам зерна, тогда как для образования карбида хром берется только из окружаюии1х поверхность зерна объемов. В результате выделения карбида поверхность зерна оказывается обедненной хромом меньше порога коррозионной устойчивости 12% Сг ). [c.72]

Стабилизирующий отжиг имеет цель стабилизацию вообще или дополнительную стабилизацию стали с карбидообразующими элементами для сварных конструкций. Этот вид термической обработки можно совместить с отжигом для уменьшения сварочных напряжений. Температуру нагрева выбирают выше температуры эксплуатации конструкции, у верхней границы опасного интервала температур, т. е. 850—900 С. Такая температура способствует также снижению сварочных напряжений. Выдержку при данной температуре выбирают достаточной для того, чтобы произошла диффузия хрома к границам зерен. Стабилизирующий отжиг рекомендуется для аустеиитно-феррит-ных сварных швов. [c.370]

Группа исследователей Института проблем литья АН УССР изучала поверхности трения высокохромистых чугунов [28, 66]. Была отмечена диффузия хрома из зерен основы в карбиды и наиболее деформируемые участки поверхностей трения. Содержание хрома в матрице немодифицнрованных чугунов уменьшилось с 7 до 5%, т. е. почти на 30%. [c.22]

Характер поражения поверхности металла точечной коррозией зависит от степени легирования и режимов термической обработки, в частности, от температуры отпуска закаленной стали. Нами показано, что сталь 20X13 наиболее сильно из всех исслед/емых сталей поражается точечной коррозией из-за повышенного содержания углерода (0,22 %). Выделяющийся углерод при отпуске стали расходуется на образование карбидов, которые в результате собирательной диффузии хрома из близлежащих зон повышают гетерогенность структуры стали и тем самым увеличивают склонность ее к коррозионному поражению. Повышение степени легирования, особенно введение в сталь молибдена, несколько снижает ее склонность к точечной коррозии. Легирование стали 13Х12Н2МВФБА сильно карбидообразующими элементами, например ниобием, уменьшает восприимчивость к коррозионному поражению, так как образование карбидов ниобия способствует удержанию хрома в твердом растворе. [c.109]

Процесс хромирования в газообразной среде более экономичен. При газовом хромировании хлористый водород приводят в сопри-коснование с кусками феррохрома, и образующиеся пары хлоридов хрома направляют в реторту с изделием. В результате обменных реакций происходит диффузия хрома в сталь. Хромированный слой толщиной 0,05—0,1 мм может быть получен за 3—4 ч при температуре 1 000°С. [c.70]

Химическая неоднородность зерен и их границ может привести к интенсивной избирательной коррозии границ зерен. Межкристаллитной коррозии в среде конденсата подвержена, в частности, аустенитная сталь 1Х14Н14В2М (ЭИ2157) лри высокой температуре. В процессе эксплуатации этой стали наблюдается диффузия углерода и хрома из тела зерна к его границам с образованием сетки карбидов по границе зерна. Скорость диффузии углерода значительно превышает скорость диффузии хрома, поэтому около границ зерен в связи с недостатком свободного хрома, входящего в твердый раствор и расходующегося 1на образование карбидов, структура стали становится ферритной. Эти участки интенсивно корродируют (рис. 2-30). Менее склонна к межкристаллитной коррозии в паровой и газовой среде сталь 1Х18НГ2Т, у которой углерод связывается не с хромом, а с титаном, оказывающим стабилизирующее действие. Аналогично титану влияет ниобий. [c.73]

Предложена Бейном, наиболее распространенная, имеет наибольшее экспериментальное подтверждение и хорошо объясняет многие явления, связанные с МКК в слабоокислительных средах. Согласно этой теории, основная причина появления склонности к МКК — обеднение границ зерен аустенита хромом в результате выделения при отпуске по границам зерен богатых хромом фаз. Обеднение границ зерен хромом обусловлено разницей между скоростями диффузии углерода и хрома. При образовании карбида диффузия углерода к границам зерен протекает гораздо быстрее, чем диффузия хрома. Поэтому углерод, необходимый для образования карбида, легко поставляется не только с границы и приграничных областей, но и из тела зерна. Хром в начале процесса карбидообразования поступает с границ зерен или приграничных участков, поэтому диффузия не успевает восполнить израсхо- [c.54]

Замечено, что при нанесении и обжиге эмалевого покрытия фазовый состав пленок, образующихся в результате предварительного окисления металла, не изменяется. Однако при этом наблюдается интенсивный переход поверхностного слоя стали из однофазного аустенитного состояния в двуфазное аустенитно-ферритное, что, очевидно, связано с диффузией хрома в окис-ную пленку и эмалевое покрытие. [c.88]

Гидроэрозионная стойкость хромированного слоя повышается, если поверхность детали перед хромированием подвергать химикомеханической обработке для удаления загрязнений и слабых участков металла [52]. После такой обработки повышаются по-верхностно-активные свойства металла, в результате чего процесс диффузии хрома протекает более интенсивно. Глубина диффузионного слоя при этом увеличивается до 0,3—0,4 мм, а концентрация хрома в поверхностном слое достигает 60—80%. На сталях перлитного класса этот слой имеет твердость Я1 900— 1000, а на аустенитной стали ПЗ НУ 1000—1200. [c.263]

Согласно этим представлениям процессы возникновения и устранения склонности к МКК определяются объемной диффузией хрома, которой должна соответствовать одна и та же величина энергии активации. Однако из кривых Ролласона, как показал И. А. Левин [99, с. 148], следуют два значения энергии активации, одно из которых близко к значению энергии активации объемной диффузии хрома ( — 50 Дж/г-атом), а второе значительно ниже ( 160—250 Дж/г-атом) последнее следует относить к процессу диффузии хрома по границам зерен. [c.102]

Что касается хрома, то он, образуя иа границе раздела подложка — покрытие интерметаллидные фазы типа фаз Ла-веса КЬСгг и ТаСгг, эффективно замедляет диффузию кремния в основу. Скорость диффузии хрома из этих фаз в металлическую основу невелика [120]. Сродство хрома к кремнию меньше, чем у МЬ и Та, поэтому хром, образуя с силицидами твердые растворы, слабо диффундируют в них. По литературным данным [97, 98] высокими защитными свойствами обладает комилексное силицидное Сг—Т1—51-покрытие на КЬ, Та и их сплавах (№ 12, табл. 9). Покрытие это наносится обычно в 2 стадии вначале проводят хромтитанирование с активатором в порошковой смеси 60 Сг—40 Т1 при температуре 1200—1300° С в течение 8—16 час., а затем силицирование [122]. Па рис. 14 показана микроструктура полученного та- [c.253]

Механизм процесса МКК в условиях воздействия окислительных сред (типа азотной кислоты) можно представить следующим образом. В результате неблагоприятных условий термообработки или сварки происходит обеднение границ зерен хромом. Диффузия углерода из твердого раствора к границам зерен протекает гораздо быстрее, чем диффузия хрома. Диффузия углерода идет из всей массы зерна, в то время как хром поступает только с пограничных зон аустенита. Содержание хрома в этих зонах падает настолько, что зона теряет способность к пассивации и подвергается быстрому разрушению в окислительных средах. Разрушение малостойких фаз, обедненных хромом, приводит к накоплению продуктов коррозии с высоким содержанием железа, которые автокаталитически ускоряют растворение границ зерен. В местах выделения и постепенного роста вторичной фазы (на границах различно ориентированных зерен) появляются высокие локальные напряжения. Возникают значительные энергетические различия, которые могут проявляться при снижении анодной поляризации в пограничных зонах между зернами, а также недостаточной пассивации границ зерен. [c.471]

Лишь позднее, при продолжении роста дендритов, возникают явления, вытекаюш.ие из схемы Бейна. Дендриты начинают расти в толщину, причем их рост происходит перпендикулярно границе между зернами, а разница в содержании хрома и углерода компенсируется разницей в скорости диффузии. Скорость диффузии углерода должна в достаточной степени превышать скорость диффузии хрома, чтобы вокруг границы между зернами могла образоваться та обедненная хромом зона, которую в определенных условиях можно обнаружить с помощью термомагнитного метода Шевенара и Портевена [9] или по появлению коррозии [10]. Мы считаем, что обеднение этой зоны в отношении хрома должно быть сравнительно небольшим и во всяком случае недостаточным для того, чтобы вызвать межкристаллитную коррозию. [c.210]

Увеличение коррозионной стойкости модифицированных чугунов можно объяснить повышением содержания хрома непосредственно в матричном зерне. Так, локальным спектральным анализом установлено, что в матрице чугуна, содержащего 1,2% С, после закалки и отпуска с добавками модификаторов содержится 11,2% Сг, а без модификаторов — только 9% Сг. При повышении содержания углерода до 1,6% содержание хрома в матрице составляет 5,5% для немо-дифицированного и 7% для модифицированного чугуна. Введенные в чугун церий и иттрий располагаются по границам зерен, что подтверждается данными радиоавтографии сплава с введенным изотопом церия [3], и тормозит диффузию хрома из матрицы зерна. Из преве- [c.66]

Стальную деталь помещают в порошок хрома и нагревают в восстановительной атмосфере. За 4 часа при температуре 1300° С на поверхности детали образуется обогащенный хромом слой тол щиной 0,08 мм. Твердость и коррозийная стойкость этого слоя значительно больше, чем твердость стали в массе детали. Но этот казалось бы простой метод приходилось неоднократно совершен ствовать. На поверхности стали образовывались карбиды хрома которые препятствовали диффузии хрома в сталь. Кроме того порошок хрома при температуре порядка тысячи градусов С1 < -кается. Чтобы этого пе случилось, к нему примешивают порошо нейтрального огпеупора. Попытки заменить порошок хрома смесью окисн хрома с углем ио дали положительных результатов. [c.356]

Также и для хромированной стали диффузионный отжиг представляет различные воз Можности. Из тонкого хромового покрытия можно получить коррозионностойкий сплав Сг — Ре с толщиной покрытия в 4—5 раз больше первоначальной. Способность к диффузии зависит от содержания в стали углерода. При большом содержании углерода между хромом и железом осаждаются богатые хромом карбиды, которые создают промежуточный слой, тормозящий диффузию. Поэтому при диффузионном отжиге хромированных лезвий ножей наблюдают образование толстого слоя сплава на режущей стороне, в то время как диффуэио1нная зона тыльной стороны намного слабее. Содержание углерода в стали влияет на температуру диффузии хрома, которая должна быть соответственно выше. При применении сталей, бедных углеродом, диффузия хрома начинается при температуре около 850°С. Однако диффузия при этой температуре распространяется очень медленно, и лишь между 1000 и 1200°С достигает скорости, при кото-ро1 возможно ее практическое применение. [c.105]

Для всех покрытий можно рекомендовать последующую обработку отжигом. Особенно этому виду последующей обработки должны подвергаться никелевые покрытия, так как на этих покрытиях легко возникают при всякой термической нагрузке трещины теплового напряжения вследствие большой разницы в коэффициентах теплового расширения молибдена и никеля (молибден 4,9-10 гдад , никель 13,3-10 град). Если для защиты молибдена от окисления на него наносят никель-хромовое покрытие, то отжиг оказывается необходимым для диффузии хрома внутрь никеля и повышения прочности сцепления. Покрытия платиной и золотом отжигают для повышения их блеска. [c.393]

Ввиду того, что диффузия хрома увеличивается с повышением температуры, в процессе нагрева обеднение границ зёрен аустенита при образовании карбидов будет всё время уменьшаться за счёт усиленного притока хрома из внутренних объёмов зёрен. Этот процесс будет гакснмальным вблизи линии SE (фиг. 4), выше которой карбиды полностью переходят в твёрдый раствор аустенита. Нагрев до температуры, когда выделение карбидов хрома не сопровождается обеднением хромо.м границ зёрен, не вызывает последующего коррозионного разрушения по границам зёрен. Такой нагрев не способствует появлешгю межкристаллит-ной коррозии, если быстрым охлаждениед зафиксировать его структурное состояние. [c.18]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология