Суперсплавы II: Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. Книга 2
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3 4 5 6... 181 182 183 184
|
|
|
|
Часть 4. СТОЙКОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ Глава 11. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЕ ОКИСЛЕНИЕ Дж.Л.Смиалек и Дж.Х.Мейлер (James L.Smialek and Gerald Н. Meiler, NASA Lewie Re-searchCenter, Cleveland, Ohio, and University of Pittsburgh, Pittsburgh, Pennsylvania) Стойкость по отношению к окислительным средам при высоких температурах — этому требованию суперсплавы должны удовлетворять независимо от того, имеется на них защитное покрытие или нет. Следовательно, для успешного проектирования и использования суперсплавов очень важно понять природу процессов их окисления, а также зависимость этих процессов от свойств сплавов и условий их эксплуатации. В этой главе мы дадим краткий обзор сведений об основах окислительных процессов металлов и сплавов, а затем обсудим поведение простых сплавов, образующих соединения Сг2Оэ и А1203. Далее рассмотрим влияние обычных легирующих элементов на характер окисления этих базовых систем сплавов и заложим тем самым основу для расширенного рассмотрения и трактовки процессов окисления, которым подвергаются сложные суперсплавы. 11.1. Основные принципы окисления сплавов В этом разделе мы кратко рассмотрим основные представления об окислении металлов и сплавов Чистые металлы Согласно ряду наблюдений скорость роста оксидного слоя, определяемая характеристиками диффузии, обычно может быть описана уравнением dx/dt = k'/x,(11.1) где х— толщина оксидного слоя, а к' — "параболическая константа скорости", имеющая размерность см2/с. После интегрирования получим: Xj-xj = 2k'(t t0),(11.2) о Am 2 * •* Am I A t где í0 — время, по истечению которого диффузия начинает оказывать определяющее влияние на процесс окисления. Степень развития реакции можно выразить и в терминах изменения массы на единицу поверхности, Am/А, т.е. = 2k"(t О,(11.3) t о где k" = (8/V)2k' г7см4,(11.4) а К— эквивалентный объем оксида (размерности и преобразования рассмотрены в гл.З по данным Briks and Meier [1]). Значение к' проанализировали теоретически [2], исходя из следующих допущений. 1. Оксидный слой представляет собой плотную окалину, его связь с подложкой совершенна. 2. Скорость процесса определяется миграцией ионов или электронов сквозь окалину. 3. Термодинамическое равновесие устанавливается на обеих поверхностях раздела, между металлом и оксидом и между оксидом и газовой средой. 4. Отклонение оксида от стехиометрии очень невелики. 5. В поперечном сечении окалины устанавливается локальное термодинамическое равновесие. 6. Толщина окалины велика по сравнению с расстояниями, в которых действует пространственный заряд. 7. Растворимостью кислорода в металле можно пренебречь. Результаты этого анализа [2] можно представить следующим выражением: ^° гZMD0 л *'= -rTS„{Do+ "Г" К(1L5) Мо где DM и D0 — коэффициенты диффузии соответственно металла и кислорода в оксидном слое, ZM— объем металла, a u¿ и ¡jl'¿ — химический потенциал кислорода на поверхности раздела соответственно металл—оксид и оксид—газовая среда. Было показано [3], что для реакции многих металлов с 9
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3 4 5 6... 181 182 183 184
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
