Август 11th, 2013
Жаростойкость стали, по-видимому, мало зависит от того, является ли она при рабочей температуре ферритной или аустенитной. Следовательно, указанное выше влияние легирующих элементов и примесей относится в основном как к ферритной, так и к аустенитной стали. В частности, влияние углерода и в аустенитной стали становится отри дательным после такого его содержания, когда при рабочей температуре в структуре стали присутствует уже значительное количество не перешедших в раствор хромистых карбидов.На положительном влиянии очень малых добавок некоторых редких элементов на жаростойкость мы здесь не останавливаемся, так как это влияние, по-видимому, обусловлено главным образом специфическими условиями работы нагревательных элементов.В последние годы для ряда деталей начали применять в качестве жароупорных керометаллические материалы или керметы. Поэтому интересно отметить, что механизм окисления таких материалов при высоких температурах и условия, определяющие их жаростойкость, принципиально те же, что для сталей и сплавов. Скорость окисления и у них определяется диффузией ионов металла и кислорода и атомов углерода через окисную пленку, вследствие чего состав и строение пленки играют решающую роль.Так, на кермете на основе карбидов титана с 20% Со [см. 735] при окислении в интервале температур 600—1000° образующаяся пленка состоит из двух слоев: наружный, в зависимости от температуры, состоит из Со304 или СоО, а внутренний — из рутила (ТЮ2) с включениями металлического кобальта. При 1100° в результате реакций между обоими слоями образуются также соединения С0ТЮ2 и С02ТЮ4. При добавлении карбида вольфрама в таком количестве, что образующийся окисел W03 полностью растворен в рутиле, скорость диффузии ионов и, соответственно, скорость окисления сильно понижаются. Если количество образующейся W03 превышает предел ее растворимости в рутиле, то наряду с СоО и ТЮ2 в окисной пленке появляются CaTi03, С02ТЮ4 и C0WO4. Это затрудняет диффузию, по-видимому, вследствие увеличения числа фазовых границ, и дополнительно повышает жаростойкость. При еше большем количестве карбида вольфрама, когда в окисной пленке содержится свободная WO3, жаростойкость ухудшается. При добавлении карбида хрома Сг3С2 жаростойкость сначала понижается. Лишь при таком количестве добавляемого карбида хрома, когда количество образующейся в окалине окиси хрома больше предела ее растворимости в рутиле, жаростойкость за счет С0ТЮ3 и Сг203 увеличивается. При добавлении карбидов тантала и ниобия в количестве 1% слой окалины после нагрева при 1000° в течение 75 час. состоит из СоО, металлического- кобальта и твердого раствора (Ti, Та, Nb, Со)02 типа рутила. При содержании карбидов тантала и ниобия в количестве 5—10% окалина состоит из СоО и (Ti, Та, Nb, Со)02, а при еще большем их количестве — только из (Ti, Та, Nb, Со)02.
