Покрытия силицидные

Цель работы. Разработка и исследование диффузионного силицидного покрытия для повышения стойкости металла печных труб к коксоотложению. [c.4]

Образование нефтяного углерода из жидкой фазы практически всегда происходит через структуру жидкого пека, поэтому все закономерности, выявленные при кристаллизации нефтяного пека, распространяются на кристаллизацию кокса. В связи этим адгезионные свойства силицидного покрытия исследовали на примере кристаллизации нефтяного пека. [c.8]

Толщина силицидного диффузионного слоя не оказывает влияния на способность стали противостоять коксообразованию, поэтому толщина покрытия должна выбираться в соответствии с эксплуатационными требованиями к конкретной конструкции, например, в зависимости от влияния покрытия на механические свойства стали. [c.16]

Поскольку силицирование в порошкообразных смесях аналогично процессу алитирования, производство труб с силицидными покрытиями предложено проводить на линиях алитирования труб при замене диффузионных смесей. [c.21]

Перспективным методом предотвращения коксоотложения на внутренней поверхности трубчатых змеевиков является применение диффузионных силицидных покрытий. Разработан процесс диффузионного насыщения, позволяющий получать равномерные по толщине силицидные покрытия на сталях, применяемых для изготовления трубчатых змеевиков. Исследовано влияние [c.21]

Технологические особенности процесса формирования силицидных покрытий и механизм их роста. Как показали исследования процесса диффузионного насыщения кремнием поверхности металла, рост силицидных слоев происходит путем преимущественной реакционной диффузии кремния сквозь образующиеся поверхностные слои. Для системы W—51 это показано в работах [90—92], для системы Мо—51 и Та—51— в работах [89, 92, 931. [c.235]

Кинетика роста силицидных покрытий подчиняется закону квадратичной параболы (рис. 8). [c.236]

При низких температурах лимитирующей стадией процесса, по мнению авторов [93], является реакция вхождения кремния в поверхностный слой покрытия, а при высоких — диффузия кремния через силицидный слой. [c.239]

Таким образо м, как правило, в силицидных диффузионных покрытиях при их формировании образуется сетка микро- [c.243]

Рис. 12. Кинетика окисления силицидных покрытий, легированных бором, на сплаве Мо—0,5 Т1, воздух [111].

Комплексные силицидные покрытия. Для улучшения качества силицидных покрытий на молибдене и вольфраме в температурной области 1000—1400° С необходимо [c.244]

Таки М образом, для повышения ресурса защитного действия силицидных покрытий их необходимо модифицировать путем создания покрытий комплексного типа, которые получаются при легировании силицидов донолнительными компонентами. [c.245]

Покрытия на молибдене и вольфраме. Широкое применение для защиты Мо и W нашли комплексные покрытия, в которых защита достигается за счет создания низкоплавкой фазы. Действенным способом получения такого рода покрытий является пропитка их силицидного слоя низкоплавкими металлами или сплавами,, образующими в процессе службы покрытия жидкую фазу, проникающую в трещины и поры покрытия и образующую при окислении -стабильные окислы. [c.248]

Рис. 11. Скорость роста силицидного покрытия на молибдене из Зп—А1—51-расплава в зависимости от состава ванны, Т = 900° С.

Рис. 13. Силицидное покрытие на молибдене, полученное газофазным методом в порошке кремния с примесью алюминия.

Покрытия на ниобии и тантале. Прекрасными модификаторами, значительно увеличивающими срок службы силицидных покрытий 1на. ниобии и тантале, являются Мп, В, V, Со, А1 [16, 117, 118]. Очень часто используется алюминий, который уменьшает скорость, окисления в 1,8 раза [124]. Алюминий" снижает скорость взаимодействия образующейся при окислении силикатной плеики с покрытием и способствует образованию муллита или силлиманита. [c.252]

Из комплексных силицидных покрытий на N5 интересным представляется сложное Мо—Si—Сг—В—А1-покрытие (№ 10, табл. 9). Оно наносится плазменным методом на подслой из сплава ЫЬ—Т1—Сг—А1—N1, который обеспечивает высокую термостойкость покрытия за счет сближения его- КТР с КТР основы. Покрытие способно к самозалечиванию за счет образования небольших количеств жидкой фазы в подслое. [c.252]

Марганец, бор и ванадий способствуют образованию силицидных покрытий, склонных к самозалечиванию по механизму, описанному выше. Кроме того, марганец повышает термостойкость покрытий при нагреве до 1500° С [118, 119]. Ниобий и его сплавы с силицидными покрытиями, легированные марганцем, находят применение в газотурбинных двигателях [119]. Примером подобного рода комплексных покрытий, защищающих ниобий от окисления при 1300° С в течение не менее 200 час. и обладающих свойством самозалечивания, является покрытие, содержащее 30—50% 51, 5—25% У-ЬМп, а также не менее трех из следующих элементов Та и N5 — до 50%, У, Мо, Сг, Т1, 2г и А1 3—25%, В 3—15% [121]. [c.252]

С. используют как компоненты керметов и жаростойких сплавов, т.к. они повышают стойкость к окислению. Из Мо812 изготовляют нагреватели электрич. печей, к-рые могут работать 6 окислит, атмосфере до 1700°С. Многие С. применяют как огнеупорные материалы, в хим. машиностроении для изготовления облицовки реакторов, деталей иасосов, мешалок, теплообменников и др. С. железа и Мп-осн. компоненты соотв. ферросилиция, силшсомарганца и др. сплавов. С. кальция-основа сплава силикокальций. Образование силицидных слоев на пов-сти металлов используют для повыщения их жаростойкости. Такими покрытиями защищают Мо, ЫЬ, Та, W и их сплавы. Нек-рые С., в особенности дисилициды Сг, Мп, Со, Ке и др.,-полупроводниковые материалы, работающие при высоких т-рах. С. РЗЭ, имеющих высокое поперечное сечение захвата тепловых нейтронов, м. б. использованы как поглотители нейтронов, работающие при высоких т-рах. [c.347]

Эффективность применения силицидного покрытия не уступает нанесению кварцевой пленки на поверхность стали. Исследования, проведенные Ку-зеевым И.Р., Ибрагимовым И.Г. и Хайрудиновым И.Р., показали, что кварцевое покрытие также примерно в два раза уменьшает адгезию кокса к поверхности металла. Однако метод плазменного напыления менее технологичен для обработки внутренней поверхности труб, чем силицирование. [c.15]

Таким образом, силицирование, как и большинство жаростойких покрытий, ухудшает усталостные характеристики стали, при этом степень влияния силицирования на каждую сталь различна. Поскольку сталь 09Г2С выполняла роль модельной низколегированной стали, изменение механических характеристик легированных сталей после силицирования не столь значительно, как предполагалось, и их применение в некоторых случаях может быть вполне оправдано. Кроме того, результаты усталостных испытаний получены на образцах достаточно небольшого диаметра (2 мм), поэтому применение силицидных покрытий не должно оказывать существенного влияния на механические свойства металла относительно толстой стенки печных труб. [c.19]

Силицидные покрытия, как и большинство жаростойких покрытий, уменьшают усталостную прочность стали. Испытание опытных образцов на симметричный изгиб показало, что диффузионная обработка сталей печных змеевиков по выбранным режимам меньше влияет на усталостную долговечность, чем силицирование модельной низколегированной стали. Наилучшие результаты получены для стали 10Х23Н18. Замечено также, что изменение усталостных свойств металла коррелирует с величиной микротвердости покрытия. [c.22]

Сравнение энтальпий образования боридов, силицидов, фосфидов и оксидов ясно показывает, что первые три группы соединений имеют тенденцию к окислению в присутствии кислорода. Однако на практике эти соединения, особенно силициды, проявляют очень высокую стойкость к окислению [48], что дает возможность их использовать для изготовления нагревательных элементов. Согласно Сиарси [48], химическая стойкость этих соединений, вероятно, является результатом покрытия их оксидом кремния. Однако образование такого покрытия на металлическом силицидном катализаторе приведет также к дезактивации. [c.123]

Микроструктура диффузионных покрытий а — боридное покрытие (А) на стали марки ХВГ (Б) б — силицидное покрытие (А — МоЗ ) ва молибдене (В) в — боро-сипицидное покрытие (.4 — 1 Ь312, Б — КЬВг) на ниобии (В), X 300. [c.384]

Металлокерамические силицидные покрытия типа Нихромолсил Стали феррит-ного, перлитного, аустенитного классов и никелевые сплавы Нииэмальхим- маш Промышленные испытания деталей калибратора в Полтавском управлении буровых работ Химическое, нефтяное и энергетическое машиностроение [c.16]

Кроме вышеуказанных групп начинают получать развитие покрытия с мбшанного типа, когда на защитный слой, полученный диффузионным методом, наносится дополнительное покрытие покровного типа, например тугоплавкая эмаль или ситалл, для повышения защитных свойств покрытия. Примеры такого рода покрытий рассмотрены ниже при описании комплексных силицидных покрытий. [c.220]

Большой интерес представляет покрытие 5п—А1—Мо для защиты ниобия, тантала, молибдена и вольфрама. Оно наносится шликерным методом [34, 35] смесь металлических порошков с низкоусадочным лаком наносится на изделие пульверизацией, обмазкой, окунанием и т. д. и после сушки подвергается обжигу в вакууме или инертной среде. Примерный состав покрытия 15—50% А1, 5—15% тугоплавкого металла (Мо) —остальное 5п. Лак способствует лучшей адгезии покрытия. Такого рода покрытия на тантале применяются для защиты ведущих кромок тепловых экранов и частей возвращаемых космических аппаратов. Покрытия состава 5п— 27 А1 — 5,5 Мо наносятся в 2 слоя и обеспечивают защиту деталей сложной формы, а состава 5п — 27,5 А1 — 6,9 М01 — наносятся в один толстый слой и отличаются высоким сопротивлением эрозии. Структура такого покрытия представляет собой алюминид тантала (ТаА1з) на границе раздела подложка — покрытие, далее следует 5п—А1-слой, наружная часть которого армирована частицами МоА1з игольчатой формы. Слой 5п—А1 играет роль поставщика алюминия, обеспечиваю-щего защиту, олово смягчает напряжения, возникающие в покрытии. Покрытие 5п — 27 А1—5,5 Мо на Та толщиной 250 мкм защищает металл от окисления при 1270° С в течение более 230 час., а при 1600° С — более 75 час. При давлениях Яо2>1 мм рт. ст. и температурах выше 1480° С по утверждению авторов [34—35], они имеют преимущества по сравнению с силицидными покрытиями на тантале. [c.223]

Рис. 9. Силицидное покрытие на молибдене, полученное парофазным методом. Т = 1300° С, т=10 час., (х120)

При газофазном силицировании тугоплавких металлов скорость процесса по сравнению с парофазным методом возрастает, но процесс сохраняет диффузионный контроль [92, 93, 97, 98]. Роль переносчика кремния могут выполнять гало-гениды Щ6Л0Ч1НЫХ металлов и аммония, НС1, галогены. Следует отметить более широкие возможности этого способа по сравнению с парофазным, так как с его. помощью возможно осаждение на определенный металл широкого класса соединений — силицидов, карбидов, боридов и т. д. Практическое использование этого метода значительно определило его теоретическое исследование, поскольку химизм его чрезвычайно сложен, особенно в случае нанесения комплексных покрытий. В упоминавшейся выше работе [93] изучался процесс нанесения силицидных покрытий на молибденовый сплав с использованием в качестве переносчика кремния паров йода. Были обнаружены две температурные области, резко различающиеся ио кинетике процесса и характеру образующихся покрытий. При температурах ниже 900° С скорость роста слоя MoSi2 подчиняется линейному закону, а при температурах выше 950° С — параболическому, причем по абсолютной величине скорость роста в низкотемпературной области превосходит таковую в высокотемпературной. До 900° С образующийся MoSi2 имеет гексагональную решетку, а образующийся выше 950° С — тетрагональную. Авторы [93] считают, что примеси, имеющиеся в сплаве (Ti, Zr, С), оказывают большое влияние на характеристики процесса формирования п структуру по- [c.238]

Из покровных методов нанесения силицидных покрытий наибольшее распространение цолучил плазменный, опцсанный в обзорах [24, 100]. Недостатком этого метода, как отмечалось выше, является слабое сцепление покрытия с основой и его (высокая, доходящая до 10—15%, пористость. Уплотнение полученных таким образом покрытий достигается путем оплавления их [ЮН и нанесением высокотемпературных эмалей. [c.240]

Эксплуатация силицидных покрытий при высоких температурах осложняется их диффузионным рассасыванием, а при малых давлениях кислорода — испарением покрытия. При длительных выдержках в условиях повышенных температур практически однослойные покрытия высших силицидов тугоплавких металлов вследствие диффузии кремния в основу превращаются в многослойные с постепенным исчезновением дисилицида. Это нежелательное явление, так как наиболее высокими жаростойкими свойствами, как было сказано выше, обладают именно высшие силициды что касается низших силицидов, то при наличии поверхностной пленки SiOa, MosSis и WsSis могут защищать материал лишь при температурах выше 1600 —1700° С. [c.240]

При эксплуатации силицидных покрытий на N5 и Та во всем описываемом температурном интервале (1000—1500° С) на поверхности покрытия образуется кристаллическая силикатная окисная пленка, компонентами которой являются МЬ20б и Та20з. Поскольку температура плавления 1 Ьг05 довольно низка (1479° С), то при работе силицидного покрытия на ниобии при температурах, несколько превышающих эвтектическую (1448° С) в системе ЫЬгОз—5102 1106], возможен эффект самозалечивания покрытия. Вследствие более высокой температуры плавления ТагОб (1872°С) подобного рода эффект на тантале может иметь место лишь при более высоких температурах. [c.244]

Решение второй задачи возможно также путем легирования силицидного покрытия элементами, образующими с 5102 достаточно низкоплавкое соединение, твердый раствор или эвтектику, которые выполняют роль жидкой самозалечивающей фазы. Это может быть достигнуто и путем нанесения на силицидное покрытие керамических слоев, которые в процессе работы покрытия образуют при взаимодействии с 510г плотный защитный слой с более низкой температурой размягчения, нежели 510г [1391. [c.245]

В отношении силицидных покрытий на ниобии и тантале направления их усовершенствования, в основном, аналогичны вышеизложенным, с тем, однако, отличием, что для этих систем недонустимо загрязнение материала подложки примесями внедрения, в частности, кислородом и азотом, поскольку ниобий и тантал, а также сплавы на их основе заметно растворяют указанные газы, охрупчиваясь при этом. [c.245]

Хорошими жаростойкими свойствами обладают силицидные иокрытия, легированные бором (№ 4 табл. 9). Покрытия могут наноситься путем совместного боросилицирования, либо [c.249]

Следует отметить, что лепированис силицидных покрытий с целью улучшения их м-еханических свойств и дал е в ряде случаев создание нротиводиффузионных барьеров неизбежно сказывается на природе и свойствах образующегося при окислении покрытия окисного слоя. И неблагоприятный характер ЭТОГО влияния может свести на нет те улучшения свойств покрытий, ради которых было предпринято их модифицирование. Есть, однако, элементы, легирование которыми улучшает характеристики силицидных покрытий. Таким элементом является, например, хром. Легированное им силицидное покрытие на вольфраме (Ш-2) опробовано в промышленности, и хотя оно при комнатной температуре довольно хрупко, но до 1400° С обладает способностью самозалечиваться. Механизм влияния хрома не совсем ясен. [c.250]

Для обеспечения достаточного ресурса работы силицидных покрытий на Мо и Ш, как было сказано выше, необходимо создание противодиффузионных барьеров, однако успехи в этой области весьма невелики. [c.251]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология