Август 11th, 2013
Этим определяется и кинетика окисления железа при разных температурах и длительности опыта, показанная на рис. 319 [452]. С появлением вюститной фазы, представляющей собою твердый раствор вычитания с дефицитом атомов железа (см: стр. 63), окисление из слабого (ниже 500—550°) переходит в умеренное в «промежуточной» стадии (600—800°), а затем в усиленное (выше 900—1000°), обусловленное дырчатой решеткой гематита а». Температура, при которой изменяется ход кинетической кривой (рис. 319), тем выше, чем меньше продолжительность выдержки. В решетке окисла NiO не было обнаружено свободных узлов. Поэтому диффузия атомов никеля через слой окисла затруднена. А так как диффузия атомов кислорода через этот слой протекает медленно, то никель окисляется труднее, чем железо.Периодические резкие смены температуры ускоряют процесс окисления. Объясняется это, вероятно, напряжениями, возникающими в слое окалины и облегчающими местное его разрушение. Наибольшее практическое значение это обстоятельство имеет для сплавов высокого сопротивления, из которых изготовляются нагревательные элементы.Влияние легирующих элементов и примесейРоль легирующих элементов заключается прежде всего в том, что они изменяют состав и строение окалины и силы межатомной связи в ней, а следовательно, и кинетику процесса окисления стали или сплава. Так, например, по исследованиям В. В. Ипатьева и др. [733, стр. 88], при окислении хромистой стали в воздухе наблюдается индукционный период, т. е. в течение некоторого времени скорость окисления очень мала, и лишь затем окисление протекает во времени по параболическому закону. Как видно из рис. 320 по их данным для стали с 0,15% С и 12,65% Сг, длительность инкубационного периода уменьшается с повышением температуры нагрева. То же наблюдается при увеличении содержания кислорода в газовой смеси. У стали с 0,3% С и 5,82% Сг инкубационный период при окислении в воздухе наблюдался [733, стр. 128] только при 700 и 800°. Химическое, микроскопическое и рентгенографическое исследования окалины показали, что в ходе индукционного периода на поверхности стали образуется пленка окисла R2O3, сильно обогащенного хромом по сравнению с содержанием его в стали (35,5% Сг против 12,98% Сг в стали). Через эту пленку диффузия протекает с весьма малой скоростью, вследствие чего к концу индукционного периода окисление практически приостанавливается. В дальнейшем образуется шпинель FeCrO обладающая большей проницаемостью, чем фаза R2O3. Увеличение количества фазы R3O4 за счет уменьшения фазы R2O3, а также одновременное увеличение количества Fe203 в наружном слое за счет диффузии железа приводит к увеличению проницаемости окалины.
