При окислении сплавов,
содержащих компоненты с различной тер модинамической устойчивостью (разным
сродством к кислороду) может, наблюдаться также явление внутреннего
окисления (например, в систе-; мах Ре—А1, Ре—Сг, N1—А1, N1—Сг, №—Ре, N¡—11 и др.). Это
явление-заключается в образовании зон, состоящих из твердого раствора
кислорода и окислов менее благородного компонента.
Образование зоны внутреннего
окисления связано с диффузией кислорода вглубь сплава и диффузией
легирующего компонента к поверхности. При встрече образуются частицы
окислов легирующего элемента в матричном металле.
Для осуществления внутреннего
окисления необходимо, чтобы матричный металл мог в достаточной
степени растворять кислород, причем скорость диффузии кислорода должна
быть значительно выше, чем скорость диффузии легирующего
элемента.
Считается, что внутреннее
окисление может оказывать положительное влияние на некоторые свойства
сплавов. Выделение тонких частиц окислов в металлической фазе упрочняет
поверхностный слой, затрудняет рекристаллизацию, улучшает сцепление
окалины со сплавом (которая укореняется или заклинивается). Некоторые
авторы связывают с таким механизмом положительное влияние р. з. м. на
жаростойкость сплавов.
Процесс внутреннего окисления
также используют в технологии получения дисперсноупрочненных
материалов, когда в порошках, применяемых для их изготовления,
наиболее дисперсными и равномерно распределенными являются окнсные
фазы.
При образовании на металлах и
сплавах окисных пленок в ннх могут возникать следующие напряжения:
1) внутренние сжимающие, так как рост пленки сопровождается
увеличением объема (У0к>Удге); 2)
внутренние напряжения прн изменении температуры вследствие
различия коэффициентов теплового расширения металла и окисла; 3)
внутренние напряжения на неровной поверхности; 4) напряжения от
служебных нагрузок деталей.
Все эти напряжения вызывают
деформацию и разрушение окисных пленок, снижают нх защитные
свойства.
На многих сплавах, особенно
сложнолегированных, часто образуются двойные окислы типа шпинелей, которые
оказываются значительно устойчивей, чем простые окислы компонентов
сплава.
Так, при окислении легированных
сталей возникают шпннелн типа РеСг204,
РеА1204, №Сг204 и др. В
элементарной ячейке шпинели узлы заняты кислородом и имеются 32 окта-
н 64 тетраэдрнческне поры, в которых располагаются ноны
металлов.
Высокие защитные свойства
двойных окислов со шпи-нельной структурой В. И. Архаров связывает с
плотностью упаковки этих структур. Защитные свойства этих окислов тем
выше, чем меньше параметр решетки.
Следовательно, прн создании
жаростойких сплавов следует учитывать не только плотность р и
диффузионную про-
