На скорость их окисления

Цель работы

Гравиметрическим методом изучить скорость окисления углеродистых и легированных сталей.

Содержание работы

Окисление металлов и сплавов является разновидностью газовой коррозии. Скорость этого процесса зависит от внешних и внутренних факторов. К внутренним факторам относится, в частности, химический состав сталей.

С увеличением содержания углерода скорость окисления сталей при температурах выше 800 °С уменьшается, так как при этом возрастает интенсивность образования окиси углерода. Окалина, насыщенная СО, способствует снижению скорости диффузии в ней железа и усилению "вакуумной пористости", что и приводит к торможению процесса окисления сталей.

Весьма эффективным средством уменьшения окисления (повышения жаростойкости) сталей является их легирование.

Cr, Al, Si сильно уменьшают скорость окисления железа вследствие образования на поверхности оксидных пленок с высокими защитными свойствами.

Ti, Co, Cu, Be тоже уменьшают скорость окисления железа, но в меньшей степени по сравнению с предыдущей группой элементов, так как образующиеся оксидные пленки обладают менее высокими защитными свойствами.

Ni, Mn, S, P не оказывают влияния на скорость окисления железа.

W, Mo, V при высоких температурах значительно увеличивают скорость окисления железа, так как оксиды этих металлов обладают летучестью, а рост оксидной пленки подчиняется линейному закону.

Поэтому основными легирующими элементами в жаростойких сплавах на основе железа являются Cr, Al и Si.

Порядок выполнения работы

1. Зачистить образцы углеродистой (4 шт.) и легированной (4 шт.) сталей (содержание углерода в этих сталях должно быть одинаковым) наждачной бумагой, замаркировать путем нанесения рисок напильником, промыть в проточной воде, просушить фильтровальной бумагой.

2. Измерить штангенциркулем размеры образцов и поместить их по одному в фарфоровые тигли.

3. Фарфоровый тигель с образцом подвесить к нихромовой нити установки для непрерывного взвешивания, опустить тигель в предварительно нагретую до требуемой температуры печь, входящую в эту установку, и взвесить.

4. Испытания произвести при температурах 500, 700, 900 и 1050 °С; продолжительность испытания 45-75 минут (на момент взвешивания магнитных материалов при температурах ниже точки Кюри печь следует отключать для избежания влияния магнитного поля на показания весов).

5. Все записи и результаты расчетов произвести по форме, приведенной в табл. 10.

Примечание. При отсутствии установки, обеспечивающей возможность непрерывного взвешивания образцов, влияние химического состава сталей на скорость их окисления можно исследовать в обыкновенной муфельной электропечи. Для этого после измерения размеров каждый образец положить в чистый предварительно прокаленный фарфоровый тигель и, взвесив на аналитических весах, поместить тигель в нагретую до требуемой температуры (500, 700, 900 и 1050°С) печь. Продолжительность испытания 60-75 минут. Извлеченные из печи тигли с образцами поставить на фарфоровые или металлические подставки, дать остыть на воздухе, после чего взвесить. На основании экспериментальных данных определить коррозионную стойкость и балл углеродистой и легированной сталей и сделать соответствующие выводы.

Содержание отчета

1. Влияние углерода и легирующих элементов на скорость окисления сталей.

2. Таблица экспериментальных и расчетных данных изучения влияния химического состава на скорость окисления сталей.

3. Группа коррозионной стойкости исследуемых сталей по десятибалль-ной шкале.

4. Выводы о влиянии химического состава на скорость окисления сталей.

Литература: [1], с. 54…55; [4], с. 23…24

Поиск по сайту: