Диффузия - железо
Cтраница 4
Радиоактивные изотопы были применены в ряде работ для изучения диффузии и обргзования новых фаз в твердых металлах. Для выяснения природы процессов закалки, отпуска и цементации стали особенно важно изучение диффузии железа и углерода в железе. Берченел и Мель [1177] нашли, что при 710 ( точка а - f nePexc a) железо диффундирует в a - Fe в 600 раз быстрее, чем в y - Fe. Это различие вызвано разной плотностью упаковки в обеих решетках. [46]
Характерно, что при высоких скоростях резания дефектный слой не замечается. Это, очевидно, вызвано тем, что скорость роста дефектного слоя обусловлена скоростью диффузии железа в твердый сплав и скоростью обезуглероживания поверхности. Когда скорость растворения компонентов материала инструмента в обрабатываемом материале больше, чем скорость проникновения железа в твердый сплав, железо не успевает проникать в поверхностные слои инструмента и дефектный слой отсутствует. [47]
Следует заметить, что массоперенос к поверхности материала является, конечно, не единственным процессом, определяющим общую скорость реагирования на границе факела с поверхностью. При окислении металла в нагревательных печах большую роль играет кинетика реакций окисления, диффузия в оксидах ( после образования их пленки) и диффузия железа в поверхностный слой. Поэтому в нагревательных печах существует критическая скорость газа, выше которой окисление металла уже практически не зависит от скорости газа. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что величина этой скорости очень мала, и можно сказать, что при реальных скоростях газа в нагревательных печах ( wr 1 5 м / с) она практически не влияет на процесс окалино-образования. При этом гораздо большую роль играет температура металла, состав атмосферы над поверхностью металла и время пребывания металла в этих условиях. [48]
При силицировании на поверхностном слое, обедненном кремнием, может образоваться окалина в виде отдельных пятен, что ограничивает применение этого метода. Предельная температура при длительной эксплуатации изделия не должна превышать 600 С, хотя в отдельных случаях допускается кратковременное ее повышение до 800 - 900 С. При более высоких температурах диффузия железа и образование слоя из Fe3Si приводят к отслаиванию покрытия и высокой пористости. [49]
При силицировании на поверхностном слое, обедненном кремнием, может образоваться окалина в виде отдельных пятен, что ограничивает применение этого метода. Предельная температура при длительной эксплуатации изделия не должна превышать 600 С, хотя в отдельных случаях допускается кратковременное ее повышение до 800 - 900 С. При более высоких температурах диффузия железа и образование слоя из Fe3SI приводят к отслаиванию покрытия и высокой пористости. [50]
 |
Зависимость скорости реакции окисления железа водой. [51] |
Рисунок наглядно показывает, что значения наблюдаемой энергии активации остаются постоянными для всего интервала степеней превращения. Соответствующий расчет по уравнению Аррениуса приводит к значению 14 ккал / моль, равному энергии активации, определенной по удельным скоростям реакции. Учитывая, что энергия активации диффузии железа составляет око-ко 30 ккал / моль -, можно сделать вывод, что влияние процессов диффузии в твердом теле на кинетику реакции не наблюдается и после образования сплошного слоя твердого продукта реакции. [52]
Металлы, взаимодействующие с железом ( группы 1 - 3), в надлежащих температурных условиях прочно сцепляются с поверхностью. Однако это имеет и отрицательную сторону, так как такие металлы склонны к значительной диффузии в железо во время эксплуатации при высоких температурах. Быстро развивается и обратный процесс - диффузия железа в покрытие. В результате образуются твердые растворы или интерметаллические соединения и затем покрытие рассасывается. Именно разрушающим действием диффузии и объясняется слабая эффективность покрытий из благородных металлов. [53]
Данные металлографического исследования, измерения твердости дают основание полагать, что белая диффузионная прослойка появляется в результате диффузии вольфрама и углерода в железе. Отчетливая обособленность этого слоя от материала основы свидетельствует о том, что он является отличной от матрицы фазой. Темный слой вокруг твердого сплава появляется в результате диффузии железа в твердый сплав и диффузии отдельных компонентов из твердого сплава, что вызывает структурные превращения в самом твердом сплаве. [54]
 |
Дифрактограмма бездиффузиоииого спая в системе железо-олово, полученного при 240 С. [55] |
Как видно из таблицы, при выдержке до 30 с диффузия олова в железо не происходит. Диффузия железа в расплав олова не наблюдается при пайке без выдержки. Если снижать температуру пайки, то отсутствие растворения ( диффузия железа в расплав олова) наблюдается и при более длительной выдержке в процессе пайки. [56]
Страницы: 1 2 3 4