Мармер, Мурованная, Васильев – Электропечи для термовакуумных процессов (1991) (1074336), страница 8
Текст из файла (страница 8)
При 800 'С окисление титана 'М4, происходит и при осппочном давлении 4 . 10 з Па, когда под []г]йсрсскопом обнаруживается газонасыщенный слой глубиной 15 мкм. 5]РИ]давлении 4 Па глубина слоя увеличивается в 2 раза [3] . ;.05зарбид и нитрид титана в высоком вакууме испаряются прн более 1[стайкой температуре, чем металл. Скорость испарения оксида титана 1а83]Ъ. весьма близка к скорости испарения металла и поэтому может т]а[Фсолько повышать скорость массоуноса при высоких температурах. ]]ф[й более низких температурах наблащается взаимодействие титана Ф;:;;~[недородом. Экспериментально полученные значения скорости при ][81йениях 1,3 10 з и 1,3 Па [3] хорошо согласуются стеоретически- 6]][::передпосылкамн (рис.
1.9). Значения скорости взаимодействия при [[][та[алиях 0,13 и 1,3 Па, судя по [19], занижены. ',,1ьссвенным подтверждением взаимодействия технического титана ~Ркн ВТ1-0 с кислородом при давлении его 1,5 10 з Па служит уве11191ание микротвердости поверхноспюго слоя с 1860 до 2600 МПа Ф11температуре 860'С нвьщержке 1,5 ч [20]. 41 Азот в большей степени, чем кислород, снижает ударную вязкость титана; ввиду этого его содержание в титане не должно превышать 0,05%. Иногда, наоборот, желательно получение азотированного слоя на титановых деталях, для того чтобы повысить нх антнфрикцнонные свойства.
Такой слой получается при 970 'С и давлении 4 Па. При атмосферном давлении толщнна азотированного слоя получается много меньше, а толщина хрупкой нитридной зоны возрастает в несколько раз [187]. Взаимодействие титана с парами воды начинаетси для компактного металла прн б00 'С, а для титановой губки — прн 350 'С.
Скорость окисления титана в парах водя несколько увеличивается по сравнению с окислением на воздухе, что связано с тем, что защитные свойства образующейся в парах воды окалины ниже. Присутствие паров воды в воздухе также ннтенсифицирует процесс окисления титана.
При давлении паров воды в интервале давлений 1,86 10з + 53 10з Па на титане образуется слой окалины, а закономерность окисления язменяется от параболической на начальной стадии до линейнои. В указанном интервале давлений водяного пара скорость окисления не зависит от давления.
Испарившийся титан при его конденсации активно поглощает оксид и диоксид углерода при давлениях порядка б,5 10 з + 10"з Па при Рис. 1.10. Температурная зависвмость скорости вмвмолеиствил В иирконвя ~ киспоролом и воздухом при различных лаалнпмх: 1 — скорость испарении металла; 2 — скорость испарение окскдц 5-0 — ра. счетные значения Н при и = 10 а; 10 Е; 10 З; 1О ~; 10 ~; 1 Па соответственно; 9 — зкспернмапзльные значевиа к при р =. 1 Па„воавух [22]; 10 — то зп при и = 10 Па, воздух ]22]; 11 — то ме при р = 10 з Па, воздух [23], "12-14- то ме прн р = 10; 10 „10 Па, кнслороп [24]; 15-20 — расчетные зиннниз Попри р = !О 1 10; 10; 10"; 10 1 1Па, кнслороп 42 ьныи период времени скорость ,б5 - 10 е г/(см ° с), однако ро затухает [188].
СО и СОз чнтельно медленнее кислорода. сццы растворяются в металле„ хности и замедляют взанмодей- естся одян стабильный оксид— воздухе при 500 — 700.'С про(показатель степени и = 2,41 + линейному закону (и = 1,07 + с кислородом и воздухом при риведены на рис. 1.10. температурная зависимость а рис. 1.11. Подсчитанные по ня приведены на рис. 1.10.
Как ействия согласно [22. 23] присчетных, а значения из [24] явно затурах они превышают значения мпературная зависимость коэф- 1, скорости взаимодействия— соответствуют расчетным. Слескоростей испарения циркония н частичный перенос массм ме- '-' бканатной температуре, причем в начал -.][,,"зиицення составляет 8,25 .
10 т + 1 ~дрес поглощенна сравнительно быст )доз)ощаются лучше, чем азот, но эна ф~г 400 'С н выше образующиеся ок ф;.фанцы сосредоточиваются на позер ~~~~'": Р]. „',:-Ц,:и р к о н н н. У циркония им ~~[]ф»', В начальной стадии окисле"ия на ]]]]рви':И)Ют почти по кубическому закону ~тф),' а затем окисление подчиняется :В(14)', ,.;:„;фанные о взаимодействии циркония -]]йл)рааых температурах и давлениях п ,<-;;,.;"',')[Ли системы "цирконий — кислород '1~[[рффицнента реакции представлена н ~йу. зиачения скорости вэаимодейств е]юфуат из рис. 1 10, скорости взаимод ;.[д]р)цтельно на порядок ниже ра ~фвсиы: при более высоких темпера ф~!5 )ри соответствующих давлениях.-;,'Ц[пи системы *"цирконий-азот" те ~й]]йввцта реакции приведена на рнс.
1.1 М",фс, 1.12. Данные [24] в общем ))[уф~:отметить весьма близкие значения ,]]]!ц]т) Интрила, в связи с чем воэможе )фф)чьчерез ингрид. ;--.:;„'а]альма интересные сведения по вли;::)]1[]Ц~:,'контролируемого напуска возду- ::Й":м';:м1ектрических печах на свойства ~кпния приведеныв табл. 1.18 [22]. ~~::-::~]раимодействие циркония, получен~~м]ь'иодидиым способом, с кислоро- ::~]в~4::Йри 1070'С и давлении 2,б.10 4 Па .)]81]])))дит к увеличению содержания р, а) :''1]][а])вроде в металле до 4.2 10 а% по ,;:,'ау„,ч(в, а при давлении 210 е Па — яу 48 10-зр 6'3) я)р 1.11. Темиераттриаа зависимость коппи рыклин а~ смркоиил с кисло-~~фм (1) и азотом (2) [24] У,, а,45 йз йз Рнс.
1.12. Температурные завнснмость скорости взаимодействия к ннрконпя с азотом прв рэзлнчвих давлениях: 1 — скорость нспаркпог цнрконвя; 2 — скозпосгь испарения ннтрида; 3-8— расмтные значення Д прв р = 10 З; 10; 10; 10 З; 10; 1 Па; 9-14- расчетные значения По прн р = 1; 10 ", 10; 10" „10; 10 з Па; 15-17— зкспернментальныезнвчнпог к прн р=10; 10~; 10" Па [24] Таблннл 1.18. Некоторые свойства парковая, вегретого до 1000 С в вакууме, прн разлнчных скоростях подачи воздуха в печь деля щ„Скорость по.
Глубина газо- Число Ннккер- Скорость взен- Па дзмг вознУха, вмчвпенного са на Расстмь модейстакл. и ° Па1с слов, мм гмк о,оз мм г7 1ме с) 3 з от поверию- 1,33 1,33 10 2,6 1,3 0,26 4 2,6 1,3 0,26 4 2,6 1,3 0.26 0,33 0,33 0,33 0,28 0,32 0,3 0,28 0,27 0,25 0,23 0,20 0,15 3,2 2,94 2,76 2,7 2,76 2,8 2,65 2,6 2,8 255 2,3 2,16 9,45 ° 10 9,13 10 8.55 10 7,76 10 т 8,9 ° 10"т 8,35 10 7,45 10 61 107 5,55 ° 1О т 5,22 10 т 4,2 ° 10 2,22 10 1«ч: лэтя Волнухе, яэсълцтниОГО мэ Пэ~с слоя, мм Скоростэ вээя- моляастэяя т/(смэ . с) Чяслс Вяккер- сэ яэ рэсстоя- яяя о,рс мм от лоэсрэяо- ~~.;10-з 3Д 0,20 2,5 10 т 2,6 0,10 2,35 3„6 10 1,3 0„15 2,2 2,22 10 0,26 0,10 2 6,65 ° 10 ,*";:,'~юдовательно, даже прн давлении остаточного кислорода 2 1О с Па ,5[~«лисходит окисление циркония. Подобное же явление окисления па:«[[й«далось при испытании цирконня на полэучесть.
Повышение давле:1[э )~ вт 10 4 до 10"з Па прн 1200 С приводит к резкому снижению :',~ф~)аттических свойств цирконня и сннженшо длительной прочности ,.:,$~99[. 4' а ф н и й. Как и цирконий, гафний образует один устойчивый ',,й~~ид НЩ. Кинетика окисления гафния исследована недостаточно. :ь)«[вбщения [198] показывают, что скорость взаимодействия гафния ~~,:::,'~пслородом при температурах 500 — 1200 'С в 10 — 12 раз меньше, ;:".чк)[)М,Т циркония. .,';::-3: вакууме прн парциальных давлениях кислорода ниже 3,3 Па н ~))й)дературе 1700 'С не наблюдалось образования оксилной пленки. :Цййпедняя начинала образовываться только при повышении давле',)11[)гдо 20 Па.
Скорость взаимодействия гафния прн 1700 'С в вакуу':
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
