Интенсивность окисления

Если продувать горячий воздух сквозь слой, состоящий из мелких частиц (обычно корундовые диаметром 200—500 мкм), то такой слой «кипит», превращаясь как бы в жидкость. В него можно погружать изделия, и он будет средой нагрева, если имеет высокую температуру. Последнее достигается продуванием сквозь него горячего воздуха. Вместо воздуха можно использовать и другие среды, в том числе нейтральные. Кипящий слой — универсальная среда, которая может служить, например, закалочной средой (естественно, продуваемый воздух в этом случае холодный). Интенсивность охлаждения кипящего слоя занимает промежуточное положение между водой и маслом. Используя вместо воздуха разные активные среды, в нем можно производить разные операции химикотермической обработки — цементацию, азотирование и т. д.

R табл. 28 приведены температуры (примерные), разграничивающие различные стадии охлаждения, и сравнительная интенсивность действия разных закалочных сред. Кроме того, интенсивность охлаждения зависит от температуры жидкости, от ее физических свойств, вязкости, скрытой теплоты парообразования.

Закаливающая среда Температурный интервал пузырчатого кипения, °С Относительная интенсивность охлаждения в середине интервала пузырчатого кипения

если интенсивность охлаждения достаточна для получения высокой твердости в поверхностном цементованном слое, то сердцевина претерпевает бейнит-ное превращение и заметно упрочняется.

Стали 20ХГР, 20ХНР, 18ХГТ, ЗОХГТ, ,12ХНЗ, 12Х2Н4, 18Х2Н4В должны быть отнесены к третьей группе — к высокопрочным цементируемым сталям, сильно упрочняемым при термической обработке, вследствие образования в сердцевине мартенсита при закалке. Степень упрочнения определяется содержанием углерода в стали, а также, хотя и в меньшей степени, содержанием легирующих элементов и интенсивность охлаждения при закалке.

В случае использования при закалке воды и водных растворов солей или щелочей во избежание появления на поверхности изделия зон с пониженной скоростью отвода тепла обычно создают либо циркуляцию этих охладителей, либо перемещают изделия относительно охладителя. Это разрушает паровую рубашку и ускоряет теплоот-вод. При высокой степени циркуляции воды относительная интенсивность охлаждения (Я) в воде достигает 4, соленой воде 5, а в масле 0,8—1,0. Увеличение охлаждающей способности достигается при использовании струйного или душевого охлаждения, широко применяемого, например в случае поверхностной закалки.

способе КТ = 70... 100 Вт/(м2 -град); в — циркуляционное охлаждение масла с применением специальных холодильников. Следует заметить, что при последних двух способах интенсивность охлаждения зависит не только от площади поверхности охлаждения корпуса редуктора, поэтому применять вышеприведенные формулы для теплового расчета нельзя.

В табл. 4 приведены примерный температурный интервал пузырькового кипения и относительная интенсивность охлаждения в середине этого интервала для различных охлаждающих сред.

Относительная интенсивность охлаждения закалочных сред

Водяная обмывка используется при очистке экранов котлов, работающих на сильношлакующих топливах (сланцы, фрезерный торф, канско-ачинские и другие угли). Разрушение отложений в этом случае достигается в основном под действием внутренних напряжений, возникающих в слое отложений, при периодическом их охлаждении водяными струями, истекающими из сопловых насадков 2 головки / (рис. 94, а). Наибольшая интенсивность охлаждения наружного слоя отложений имеет место в первые 0,1 с воздействия водяной струи. Исходя из этого выбирается

сопловых насадков 2 головки 1 (риг. 94, а). Наибольшая интенсивность охлаждения наружного слоя отложений имеет место в первые 0,1 с воздействия водяной струи. Исходя из этого выбирается

Интенсивность окисления и обезуглероживания стали зависит от температуры, состава стали и состава окружающей газовой среды.

Рис. 100. Интенсивность окисления хромистых чугунов при 900* С на воздухе:

Термодинамическая интенсивность окисления технических металлов кислородом падает в ряду Al, Zr, Та, Сг, Zn, Те, Со, Ni, Си, Pt, Ag.

В описанном случае установившаяся скорость образования зародышей и роста оксида может определять интенсивность окисления металла в целом.

Если окалина является «-проводником или проводником ионного типа с диффузией катионов по вакансиям или анионов в междоузлиях, то добавка катионов с более высокой валентностью к окалине снижает скорость окисления. Аналогичное снижение происходит, когда окалина является р-проводником или проводником ионного типа с диффузией анионов по вакансиям или катионов по междоузлиям с добавкой катионов с более низкой валентностью по отношению к окалине. В условиях, когда валентности обоих металлов равны, замена катионов основного металла катионами добавки не должна существенно влиять на интенсивность окисления. Эти правила, конечно, действительны при осуществлении объемной диффузии и теряют свою значимость, если превалирует диффузия по границам зерен или по поверхности. Если образующийся на поверхности металла оксид состоит из двух частей, соответственно с п- и р-проводимостью (например, при окислении 6Л

Большое влияние на интенсивность окисления сплава оказывает химическое взаимодействие образующихся, оксидов. В результате таких реакций может возникать более устойчивый оксид сложного состава. В зависимости от состава компонентов сплава, а также и от внешних условий, по крайней мере лишь часть оксидной пленки может состоять из сложного оксида. Интенсивность диффузии реагирующих компонентов в сложных оксидах и шпинелях часто является более слабой, чем в оксидах простого состава. Такие сложные оксиды часто встречаются на поверхности коррозионно-стойких сплавов.

Диффузия через шпинели протекает существенно медленнее, чем через вюстит. При содержании в сплаве 30 % и выше никеля поверхность сплава покрывается сплошным слоем шпинели и интенсивность окисления определяются лишь скоростью ее возникновения. В богатых никелем сплавах концентрация железа у поверхности раздела сплав — окалина постепенно снижается до такого уровня, что на сплаве начинает преобладать оксид никеля.

При диффузионном режиме, когда коррозия контролируется интенсивностью диффузионного обмена реагирующих компонентов в оксидной пленке, интенсивность окисления металла в зависимости от времени описывается уравнением

116. Исследование влияния рН среды сверхкритического давления и концентрации в ней кислорода на интенсивность окисления сталей различных классов/ В П Глебов, П. А. Антикайн, В. М. Зусман и др.// Теплоэнергетика. 1976. № 3. С. 77—81.

5. Глебов B.IL, Антикайн П.А., Эусман В.М. Исследование влияния рН среды сверхкритического давления и концентрации в ней водорода на интенсивность окисления сталей различных классов // Теплоэнергетика. 1976. № 3. С. 77-81.

Интенсивность окисления масла увеличивается с повышением температуры на поверхности его контакта с воздухом. При повышении температуры на +10° С интенсивность окисления практически удваивается. Поэтому необходимо исключить даже местное повышение температуры масла в гидросистеме.