Август 11th, 2013
Скорость окисления в начальной стадии, когда толщина окалины еще очень мала, определяется скоростью протекания самой химической реакции. Через некоторое время, когда процесс установился, скорость его определяется диффузией металла или кислорода через слой окалины. На этой стадии, наиболее важной для практики, рост всей окалины и отдельных ее слоев протекает (иногда с небольшими отклонениями) по параболической кривой, т. е. с течением времени сильно замедляется. В качестве примера на рис. 317 (В. И. Тихомиров и др. [733]) приведена прямолинейная зависимость квадрата толщины от времени для каждого слоя окалины на железе, нагревавшемся в воздухе при 600°. Отсюда следует также, что соотношение толщин отдельных елоВлияние температуры заключается не только в общем увеличении скорости окисления в соответствии с увеличением скорости диффузии металла или кислорода, но и в изменении состава и строения окалины и соотношения толщин отдельных ее слоев. Для железа, подвергавшегося окислению в воздухе, из приведенной на рис. 318 диаграммы (В. И. Тихомиров и др. 17331) видно, что ниже 575° вюстита в окалине не образуется, так как при этих температурах он термодинамически неустойчив. Выше 575° количество вюстита резко возрастает за счет уменьшения количества магнетита и гематита, и выше 700—750° толщина вюститного слоя составляет 94—95% от толщины всей окалины. Это удовлетворительно согласуется с диаграммой состояний железо— кислород. В соответствии с последней в вюстите, наблюдаемом после охлаждения образца, обнаруживается вторая фаза — вторичный магнетит. В ряде работ В. И. Архарова и др. [452] было также рентгенографически установлено, что в «промежуточной» области температур 600—800° в наружном слое окалины возникает текстура (112) a-Fe203 II (НО) Fe304 II наружной поверхности, которая выше 900—1000° заменяется «высокотемпературной» текстурой (111) a-Fe203 II (100) Fe304 II наружной поверхности. Температура перестройки текстуры повышается с увеличением продолжительности выдержки. Гематит в поверхностной зоне окалины, по их данным, в начальной стадии окисления содержит избыточное против стехиометри-чеокого Fe203 количество кислородных атомов, внедренных в междоузлия (а»). В последующие стадии окисления его решетка перестраивается в дырчатую, причем вакансии остаются на месте железных ионов (гематит О.
