Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Взаимодействие хром-углерод

05.01.2020

Надежно установлено существование трех карбидов хрома Сr23С6, Cr7C3 и Cr3C2. Диаграмма состояния системы хром—углерод представлена на рис. 20. Фазовые переходы и области существования карбидов при температурах, более низких, чем обозначенные на рис. 20, так же, как и границы гомогенности карбидов, точно не установлены.

Растворимость углерода в хроме определена в работе на образцах, приготовленных из дегазированного в вакууме электролитического хрома, содержащего менее 0,002% (по массе) азота и кислорода и спектрографического графита. Предельную растворимость определяли металлографическим методом по появлению второй фазы в образцах, закаленных после отжига при высоких температурах. Полученные результаты представлены ниже:
Взаимодействие хром-углерод

Экстраполяция полученных значений на эвтектическую температуру, принятую равной 1498°С, дало значение максимальной растворимости, равное 0,32% (по массе) С.

Примеси углерода, как и других элементов внедрения, заметно снижают температуру плавления хрома. Трудность глубокой очистки хрома от этих примесей явилась одной из причин большого разброса в значениях температуры плавления хрома.

В полном соответствии с диаграммой состояния происходит образование карбидных слоев при карбидизации хрома. При исследовании карбидизации хромовых покрытий на стали при температурах 950 и 1050°С и времени выдержки 3—8 ч было обнаружено, что на внешней стороне образцов возникает тонкий слой карбида Cr3C2, за ним следует толстый слой карбида Cr7C3 и, наконец, к поверхности хрома прилегает относительно тонкий слой Cr23C3. Карбидные слои имели прочное сцепление с основой и повышенную износостойкость и химическую стойкость к кислотам.

Несколько отличные результаты получены в работе, в которой исследовалась карбидизации хромовых покрытий из смеси паров бензин с водородом при температурах 700—1100°C с выдержкой 2—8 ч. Внешний карбидный слой представлял собой Cr7C3, внутренний — Cr4C. При высоких температурах и длительных выдержках на поверхности был обнаружен также карбид Сr3С2. Отличие результатов этой работы от предыдущей объясняется присутствием в газовой среде водорода.

Скорость роста карбидных слоев и диффузионная подвижность в них углерода подробно не исследованы. Данные о параметрах диффузии углерода в хроме приведены в табл. 20. Обращает внимание хорошее совпадение значений энергии активации и D0, полученных раз личными методами и при существенно отличных температурах. В работе исследовали диффузию углерода в хроме двумя методами путем анализа распределения изотопа C14 при обезуглероживающем отжиге при температурах 1150—1800° образцов хрома, содержащих 0,006% С; методом внутреннего трения при температурах 140—162°С. Значения коэффициентов диффузии углерода в хроме, определенные обоими методами, удовлетворительно укладываются на одну прямую в координатах lgD—1/T (за исключением точек пои 140 и 142°С) Небольшие добавки железа увеличивают, а тантала уменьшают диффузионную подвижность углерода в хроме.

При исследовании взаимодействия хрома с углеродом в среде азота было обнаружено, что на поверхности хрома образуются три слоя: внешний слой Cr3C2, промежуточный слой Cr7C3 и прилегающий к основе слой Cr2N. Этот последний слой имел текстуру. При всех исследованных температурах (700—1100°C) скорость изменения веса подчинялась параболическому закону Am—kтn. С увеличением температуры от 700 до 1100°C п изменялось от 1/3 до 1/2.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: