Лабороторна робота 3 Захист сталі і сплавів від газової корозії

3.1 Теоретична частина

Основними методами захисту металів та сплавів від газової корозії є:

а) жаростійке легування;

б) нанесення захистних металевих та неметалевих покривань;

в) зменьшення окислення, досягаемого різними шляхами.

Жаростійке легування. До складу вводять компоненти, які знижують швидкість окислення. Для сплавів на залізній основі такими компонентами є хром, алюміній та кремній. Підвищення стійкості проти газової корозії при введенні цих елементів пояснюється послідуючими теоріями:

а) іони легуючого компоненту входять до гратки окислу основного металу, змінюючи в ньому швидкість дифузії;

б) легуючий компонент створює на поверхні сплаву свій захисний оксид, який перешкоджує окисленню основного металу;

в) легуючий елемент із основним металом створює подвійний оксид типу шпінелі, який має підвищені захисні властивості.

Нанесення захисних металевих або неметалевих покрить.

Для отримання жаростійких термодифузійних покрить на залізних сплавах їх поверхня насичується алюмінієм, хромом або кремнієм, тобто підпадає алітіруванню, хромуванню або сіліціруванню відповідно. Найбільш простим засобом одержання термодифузійних покрить є спосіб одержання покрить в порошкоподібних сумішах. За цим способом зразки або деталі пакують в реактор із порошком елементу або його сплаву із залізом (див. рис. 3.1).

Рисунок 3.1- Реактор для одержання термодифузійних покрить

1 - зовнішня кришка;

2 - захистна маса;

3 внутрішня кришка;

4 - корпус реактора;

5 - насичуюча маса;

6 - зразки;

7 - дно реактора.

18

Щоб запобігти налипанню порошку на поверхню деталі у порошок додають інертний матеріал Al₂O₃, а для активації процесу насичення – 2-5% NH₄Cl . Товщина шару визначається тривалістю та температурою дифузійного насичення.

Підвищення жаростійкості виробів із термодифузійними покриттями обумовлено створенням на поверхні оксидів Al₂O₃ , Cr₂O₃ або подвійних оксидів FeAl₂O₄ , які мають підвищенні захисні властивості.

Крім термодифузійних покрить застосовуються наплавки жаростійкими сплавами, плакування металевими листами, напилення жаростійкими металами, гальваничне нанесення покрить.

Як неметалеві покриття застосовуються жаростійкі емалі, які являють собою склоподобні керамічні покриття із неорганічних оксидів, покриття із тугоплавких сполук типу карбідів, борідів та інщі металокерамічні покриття.

Використування захисних або контролюючих атмосфер. Захисні атмосфери дозволяють створити такі умови, які виключають термодинамічну можливість газової корозії. Як захисні, використовуються суміши газів Н₂, N₂, СО, які беруться у визначених відношеннях. Склад атмосфер розраховується із констант або кривих рівноваги газових атмосфер із металом.

Зменшення окислення, яке здобувається різними шляхами.У ціломуряді випадків найбільш ефективними є значне зменшення окислення металів,а не повне його припинення. Для цієї мети використовуються наступні методи:

а) спалювання палива із нехваткою повітря;

б) полегшення створення захисних плівок;

в) формування захисних газових завіс;

г) нагрівання у печах із герметичними муфелями;

д) нагрівання у рідинних середовищах;

е) індукційне нагрівання;

ж) прискорення нагрівання;

з) використання захисних покрить та обмазок.