Газовая Коррозия

происходит при непосредств. Контакте твердого тела с химически активным газом. Характеризуется образованием на пов-сти тела пленки продуктов хим. Р-ции между в-вами, входящими в состав тела и адсорбируемыми из внеш. Газовой среды. В дальнейшем эта пленка препятствует непосредств. Контакту корродируемо-го материала с газом. Взаимод. Последних осуществляется посредством твердофазных р-ций в тонких приповерх-ностных слоях пленки продуктов вследствие встречной диффузии сквозь нее реагирующих в-в. Особенно интенсивно развивается Г. К. При высоких т-рах. Возникающая при этом пленка продуктов, наз. Окалиной, непрерывно утолщается. Обычно окалина состоит из неск. Слоев (фаз), к-рые образованы соед. Различного хим. Состава и кристаллич.

Строения. Эти слои последовательно располагаются от внутр. Края окалины к внешнему по мере убывания в состазе продукта элементов, поступающих из твердого тела. В каждом слое устанавливается градиент концентраций реагирующих в-в, поддерживающий их диффузию, а в тонких приграничных зонах между слоями осуществляются промежут. Твердофазные р-ции, в результате к-рых изменяется кристаллич. Решетка фаз. Наличие градиента концентраций означает отклонение состава каждой фазы от стехиометрического А m В n и существование в кристаллич. Решетке двух типов дефектов - вакансий, т. Е. Узлов, не занятых атомами (или ионами) элемента, содержащегося в недостатке, и междоузельных атомов (или ионов) элемента, содержащегося в избытке.

Кристаллич. Решетка фазы м. Б. Представлена ф-лами или (- степень дефектности), к-рым соответствуют твердые р-ры вычитания или внедрения. Соответственно и диффузия происходит по двум механизмам. Путем обмена атомов с вакансиями и перемещения атомов по междоузлиям. В большинстве случаев Г. К. Металлов элементы газовой среды образуют анионную подрешетку с дополнительно заполненными междоузлиями, металл Ч катионную подрешетку с большим числом вакансий. Типичный пример-образование в окалине железа твердого р-ра (вюстита). Слои окалины имеют поликристаллич. Строение, поэтому скорость диффузии реагирующих в-в и, следовательно, кинетика Г. К. Существенно различны при диффузии сквозь микрокристаллы (зерна) и по межзеренным границам.

Диффузия сквозь микрокристаллы происходит в соответствии с законами Фика, и нарастание окалины характеризуется параболич. Зависимостью от времени. В случае сильно легированных материалов на кинетику Г. К. Влияет образование фаз сложных оксидов и др. Соед., включающих легирующие элементы. Если эти фазы слабо проницаемы для реагирующих в-в и образуют первичные слои окалины, Г. К. Сильно замедляется. Это используют для создания жаростойких сплавов и защитных покрытий, причем в ходе коррозии тонкий поверхностный слой защищаемого материала оказывается сильно легированным. Сталь легируют Cr, Ni, Al, Si и др. Возможен другой крайний случай, когда в окалине образуется фаза сложного оксида с низкой т-рой плавления, к-рая в условиях Г.

К. Оказывается жидкой, что вызывает резкое ускорение процесса (т. Наз. Катастрофич. Окисление). Так бывает, напр., при попадании на пов-сть лопаток турбин летучих или пылевидных продуктов сгорания топлива, содержащего примеси таких элементов, как Li или V. Диффузия по межзеренным границам протекает ускоренно. В этом случае на кинетику Г. К. Существенно влияют особенности микроструктуры окалины. Размер и форма зерен, их взаимная кристаллографич. Ориентация (текстура) и т. П. Существенное значение имеет неравномерность распределения легирующих элементов (обогащение ими приграничных зон зерен). Изменение уд. Объема в-ва при перестройке кристаллич. Решетки на границах слоев создает мех. Напряжения вплоть до возникновения трещин, что резко ускоряет Г.

К. Разновидность Г. К.-т. Наз. Внутр. Окисление (и аналогичное ему внутр. Азотирование или др. Процессы) нек-рых сплавов, содержащих элементы с высоким сродством к в-ву, диффундирующему из внеш. Газовой среды. При этом в приповерхностном слое корродируемого материала (под окалиной) образуются мелкодисперсные частицы оксида такого элемента. Это м. Б. Использовано для изменения механических, в частности прочностных, св-в материалов. Лит. Францевич И. Н., Войтович Р. Ф., Лавренко В. А., Высокотемпературное окисление металлов и сплавов. К., 1963. Механизм взаимодействия металлов с газами, под ред. В. И. Архарова и К. М. Горбуновой, М., 1964. Высокотемпературная коррозия и методы защиты от нее, под ред. А. В. Бялобжеского, М., 1973. Архаров В. И. [и др.], в кн.

Защитные покрытая на металлах. К., 1971-72, в. 5, с. 5-11, в. 6, с. 24-28. В. И. Архаров. .