Образованию защитного

гоплавкие элементы усложняют структуру твердого раствора и способствуют образованию устойчивых частичек упрочняющих фаз, в результате чего увеличивается жаропрочность сплава. Легирование сплава небольшими количествами В упрочняет границы зерен и приводит к значительному увеличению жаропрочности. Оптимальные жаропрочные свойства получают при высокой степени чистоты и отсутствии металлургических дефектов.

Объясняя это явление, необходимо отметить, что исследуемые сплавы не являются идеальными твердыми растворами и имеют положительные или отрицательные отклонения от закона Рауля. В однофазных сплавах независимо от знака отклонения твердого раствора от закона Рауля ближний порядок в расположении атомов проявляется в образовании кластеров. Такое состояние сплава, выражающееся в стремлении системы к образованию устойчивых концентрационных неоднородностей для данного состава сплава и температурно-времен-ных режимов отжиги, характеризует К-состояние.

Исследования показывают, что размер микротрещин на линии Френча зависит от материала, структуры и вида нагружения. Достижение этой линии соответствует образованию устойчивых полос скольжения (УПС) и возникновению в них микрофещин. На рис. 29 представлены данные М. Хемпеля по построению линии необратимой повреждаемости на образцах из хромомо-либденовой стали ЗОСгМо 4 (0.35С; 0,32Si; 0,60Мп; 0,016Р; 0,006Si; 1,16Сг; 0,20Ni; 0,20Mo, вес. %) в условиях изгиба с вращением. Эти исследования показали, что размер микротрещин на линии Френча достигает 10-40 мкм, а переход через эту линию приводит к резкому увеличению длины трещины до 100 -300 мкм и более и сопровождается резким увеличением скорости ее роста. Таким образом, окончание периода зарождения микротрещин связано с достижением линии Френча, когда оканчивается кристаллографический рост трещин в пределах одного или нескольких зерен. Микротрещины длиной

Результаты комплексного исследования дисперсной системы, образующейся в смазочном материале в результате изнашивания, свидетельствуют о качественном различии механизма изнашивания металлов в поверхностно-активных и неактивных средах. Различия проявляются в том, что в первом случае процессы разрушения поверхности имеют малоцикловую усталостную природу, обусловленную влиянием поверхностно-активных веществ, образованных в смазочном материале в результате трибохимических реакций. Эти процессы локализуются в начальной стадии работы пары трения и приводят к образованию устойчивых дисперсных систем, способствующих снижению трения и износа вследствие образования из них специфических поверхностных структур. Этот случай можно рассматривать как своеобразную и быструю адаптацию пары трения и как переход в установившийся режим работы. Во втором случае, при неактивной смазочной среде, изнашивание имеет на несколько порядков более высокую интенсивность, а продукты изнашивания, будучи грубодисперсными и не обладая устойчивостью, не участвуют в формировании поверхностных структур, снижающих трение и износ. Граничное трение возможно также при использовании некоторых твердых тел, способных производить смазочное действие и поддерживать режим трения при граничной смазке. Из рассмотренного выше механизма граничного трения следует, что граничная пленка должна обладать высоким сопротивлением продавли-ванию и низким сопротивлением сдвигу. Исходя из этих требований, к твердым смазочным материалам можно отнести некоторые слоисто-решетчатые, пластинчатые структуры, мягкие металлы и тонкие пленки полимеров. Из тел слоисто-решетчатой структуры свойствами, необходимыми для смазки металлических поверхностей, обладают графит, молибденит (дисульфид молибдена), сульфид серебра, пористый свинец, дисульфид вольфрама.

повышение концентрации компонента В в твердом растворе приводит к образованию устойчивых флуктуации концентрации в нем, соответствующих составу новой <у-фазы, которая и зарождается на поверхности а-фазы. Продолжающаяся диффузия элемента В приводит к перестройке кристаллической решетки а—*у, а концентрация диффундирующего элемента при ЭТОМ СШКООбраЗНО увеличивается (участок а—Ь).

Чтобы решить две последние задачи необходимо изменить свойства дисилицида. Весьма полезным для этой цели может оказаться изучение влияния легирующих элементов на свойства WSia. Некоторые исследователи изучали влияние легирующих добавок В, Сг, Fe, A1 на жаростойкость силицидов. Замена кремния бором приводит к образованию устойчивых тройных фаз, но существенного улучшения коррозионных свойств авторы работ [13, 14] не наблюдали. Системы Мо — Si — А1 и W — Si — А1 описаны в работах [15, 16]. В обеих системах обнаружены тройные соединения Me (Si, Al)2, имеющие гексагональную струк-ТУРУ (С 40). Причем в системе W — Si — А1 тройная фаза имеет значительную область гомогенности. При содержаниях А1 меньших, чем ~13 ат. % , перестройки тетрагональной решетки не происходит, и алюминий находится в решетке дисилицида в виде твердого раствора замещения.

Растекание жидкости по твердым телам и смачивание во многих случаях приводят к образованию устойчивых тонких пленок, находящихся в равновесии с объемной фазой [4]. Механизм растекания даже при отсутствии осложняющих явлений (испарение, растворение в твердом теле, химическая реакция) сложен. Растекание может обусловливаться движущей силой, связанной с поверхностными явлениями и вязким сопротивлением жидкости [1, 3]. Один из предельных механизмов растекания жидкости связан с молекулярной поверхностной диффузией [1].

Наряду с такими участками были обнаружены частично «заросшие» каналы в плоскости {110} и в направлении скольжения (111) шириной 1,5—1,7 мкм. На рис. 3, в, г видно, что зарастание каналов происходит по их границам путем образования плотных жгутов, не приводящих к разориентировкам. Дальнейшее зарастание происходит посредством локализации скольжения вдоль каналов и последующей их увязки, не приводящей к разориентировке. В конечном счете локализация деформации в каналах приводит к образованию устойчивых полос скольжения PSB (рис. 3, д). Плотность дислокации в PSB примерно 1012 см"2.

Выбор металлических покрытий сурьмой, висмутом, кобальтом и латунью находится в полном соответствии с классификацией металлов и сплавов по их износостойкости. Эти металлы относятся к группе металлов, которые не склонны к схватыванию и имеют в широком диапазоне условий трения склонность к образованию устойчивых прочных защитных пленок окислов, хорошо сопротивляющихся износу.

ческого контакта) в условиях граничного трения и высоких температур являются: подбор металлов пар трения, не склонных к взаимному схватыванию и способных к образованию устойчивых прочных защитных пленок вторичных структур; создание защитных пленок путем травления растворами кислот и щелочей, фосфатизации, сульфидирования, а также создания вторичных структур вследствие диффузии кислорода или углерода в поверхностные объемы металла в процессе их пластической деформации; повышение твердости (уменьшение пластичности) трущихся поверхностей механическим наклепом, поверхностной закалкой, химико-термической обработкой, нанесением гальванических покрытий.

При температурах 370 — 470 К и давлениях 50 — 200 бар в среде N2O4 с техническими примесями (0,6 — 1% HNOa) происходит интенсификация коррозионных процессов, продукты коррозии неустойчивы, плавятся, разлагаются и препятствуют образованию устойчивых защитных окисных пленок. Нитратокомплексы очень гидро-скопичны и, прилипая в полурасплавленном состоянии к поверхности металла, могут образовывать тонкие жидкие пленки и служить очагами поглощения из N2O4 азотной кислоты, создавая условия для электрохимической коррозии.

Осуществление одного из этих четырех случаев определяется значениями констант b и К. Однако эти величины зависят от темпе ратуры и сплавы при разных температурах могут отвечать разным случаям. Наибольший практический интерес с точки зрения повышения жаростойкости путем легирования представляют случаи 4 и особенно 2, приводящие к такому образованию защитного слоя, когда с ростом его толщины диффузионный поток одного из металлов делается малым по сравнению с потоком другого. Если при этом в образующемся на поверхности почти чистом окисле второго металла (k/^ме и (^д)м< станут достаточно малыми, то рост пленки окисла сильно замедлится и она будет обладать хорошими защитными свойствами. Это достигается, если концентрация с атомов Me в сплаве превосходит критическую концентрацию с„. и если b достаточно велико, т. е. (k^Mt в окисле сильно убывает с ростом концентрации атомов Me в его решетке.

Одной из усовершенствованных форм катодной внутренней защиты является электролизный способ защиты при помощи алюминиевых протекторов — анодов, питаемых током от внешнего источника; он применяется для черных металлов без покрытий и горячеоцинкованных в системах снабжения холодной и горячей водой. Алюминий применяют как материал анода потому, что продукты его анодной реакции не ухудшают потребительских свойств воды и защищают трубопроводы, подсоединенные к резервуару, благодаря образованию защитного покрытия [7—9]. Наряду с катодной внутренней защитой резервуара и встроенных в него конструкций, например нагревательных поверхностей, при электролитической обработке воды происходит также и изменение ее параметров. Эффект защиты от коррозии обусловливается коллоидно-химическими процессами образования поверхностного слоя и обеспечивается не только для новых установок, но и для старых, уже частично пораженных коррозией [9].

Значение рН. Значение рН почвенной влаги влияет на растворимость продуктов коррозии. При рН < ~ 5, что бывает, например, в торфяных или илистых почвах, на стали не может образовываться защитное покрытие из ржавчины (см. диаграмму потенциал - рН для Fe-H30 в 8.1), и в результате этого скорость коррозии может быть сравнительно высокой. Однако при обычных значениях рН (5-8) скорость коррозии определяется другими факторами. Состав почвенной влаги может изменяться в результате кислотного дождя, причем в первую очередь уменьшается концентрация буферирующих компонентов, например НСОд. Это уже само по себе мешает образованию защитного осадка карбоната кальция. При более сильных воздействиях происходит и уменьшение рН.

*2 Тенденция к образованию защитного осадка карбонатного типа возрастает с повышением рН.

при использовании 3% Сг, Мо стали вместо первоначально выбранной углеродистой. Было доказано, что эти изломы связаны с попаданием в подшипники мягкой металлической стружки, но это бывало не столь часто, чтобы утверждать, что легированные стали могут быть хуже, чем углеродистые. Было найдено, что валы из углеродистой стали наклепывались при взаимодействии со стружкой до такой степени, что образовывался мартенситный слой (рис. 15.13, а) 17]. Вполне достаточно было размолоть стружку, чтобы подшипник продолжал нормально работать. В отличие от углеродистых сталей, вал из 3% Сг, Мо стали имеет в структуре стабильный карбид СгтСз, которого достаточно, чтобы воспрепятствовать образованию защитного слоя мартенсита (рис. 15.13,6), поэтому на роторе при попадашш в подшипник стружки появляются задиры. Эта проблема не возникает, если обеспечить своевременную замену масла и его чистоту, а окончательное решение этого вопроса дает использование никелевых сталей вместо хромистых.

Кроме того, для котлов сверхкритических параметров существует 100%-ная кон-денсатоочистка, поэтому в водяной экономайзер не поступают комплексонаты кальция. Для барабанных котлов конденсато-очисток пока нет. Если присосы охлаждающей воды в конденсаторе невелики, то жесткость питательной воды может быть столь незначительна, что при термическом разложении «омллексонатов кальция в водяном экономайзере не образуется кальциевого шлама. Но в случае увеличения при-сосов охлаждающей воды кальциевые соединения могут поступать в питательную воду в таких количествах, которые после разложения комплексонатов кальция образуют в воде кальциевый шлам. Прикипающий кальциевый шлам будет мешать образованию защитного магнетитного слоя на трубах. Наряду с этим взвешенный кальциевый шлам может проявить себя в качестве центров кристаллизации магнетита при термическом разложении комплексонатов железа, т. е. процесс образования магнетита будет происходить не только на стенках трубок водяного экономайзера. Поступление в экранные трубы в этом случае кальциевого и железоокисного шлама приведет к на-кипеобразованию в них.

Жаростойкими считаются высоколегированные стали, сохраняющие требуемые механические свойства при температуре >600°С я благодаря образованию защитного слоя (пленки), имеющие повышенную окалиностойкость при нагреве на воздухе, в среде горючих газов и продуктов их горения, а также при действии других химических веществ. При многократном нагреве и охлаждении свойства сталей практически не изменяются.

Жаростойкими считаются высоколегированные стали, сохраняющие требуемые механические свойства при температуре >600°С и благодаря образованию защитного слоя (пленки), имеющие повышенную окалиностойкость при нагреве на воздухе, в среде. горючих газов и продуктов их горения, а также при действии других химических веществ. При многократном нагреве и охлаждении свойства сталей практически не изменяются.

то время как на поверхности покрытия TiN образуется слой оксида олщиной 800 нм. При более высоких температурах А1 диффундирует к оверхности покрытия, что приводит к образованию защитного слоя J2O3, препятствующего дальнейшему окислению.

тивно защищающее от коррозии при воздействии химических веществ, растворителей и соли. Покрытие имеет другие дополнительные необходимые характеристики. В состав для хроматирования входит соединение, содержащее шестивалентный хром. Наружное покрытие, наносимое на термообработанное хроматированное покрытие, состоит из гидроксил-содержащих смол и изоцианатов. Последующее нагревание приводит к образованию защитного хроматированного слоя и к отверждению наружного лакокрасочного покрытия.