Przykłady utleniania w suchych gazach

Przykład 1: Wytwarzanie stopów odpornych na korozję

Zwykła stal jest doskonałym materiałem konstrukcyjnym, ale w niskich temperaturach rdzewieje, a w wysokich utlenia się.
Gdy zwykła stal poddana jest działaniu gorącego powietrza  utlenia się szybko tworzące FeO, ale jeżeli w stali zostanie rozpuszczony jeden z pierwiastków, to materiał będzie się utleniał wybiórczo. Najlepiej jak tlenek tego pierwiastka ma właściwości ochronne. Najlepszy jest chrom. Dodanie jego w ilości 18% powoduje, że w temp 900 stopni Celsjusza zmniejsza szybkość korozji 100-krotnie. 5% Al zmniejsza 30-krotnie, a 5% Si – 20-krotnie. Podobnie może być z miedzią, o ile nie rozpuszcza dobrze chromu, za to z aluminium daje stopy odporne na korozje tzw. brązy aluminiowe.

Ochrona przez dodatki stopowe ma dużą zaletę w porównaniu z ochroną przez nakładanie na powierzchnię pokryć, gdyż w razie uszkodzenia warstewka ochronna sama ulega odbudowaniu.

Przykład 2: Ochrona łopatek turbin

Materiały stosowane na łopatki turbin zawierają głównie nikiel i dodatki innych pierwiastków, zwiększając ich wytrzymałość na pełzanie.
W temp. pracy nikiel traci 0,1 mm metalu wskutek utleniania po 600 h., co stanowi 10% swojego przekroju. Jest to znaczna strata jeżeli chodzi o wytrzymałość mechaniczną.

Wymaga się, aby łopatki mogły pracować ponad 5000 h. Stąd dodaje się chrom, który poprzez wyzwalanie znacznie więcej energii będzie bardziej preferencyjnie tworzył tlenek. Przy 20% chromu uzyskujemy 10-krotnie większy czas określonego ubytku. Jednak w związku z pełzaniem można wykorzystać jedynie 10% chromu. Pokrywa się jeszcze łopatki aluminium, tak aby wytworzyły warstwę grubości kilku mikrometrów. Przez co tworzy się warstwa z aluminium.

Wpływ pokryć na własności mechaniczne

Tlenki są bardzo kruche, więc mogą pękać, zwłaszcza gdy temperatura łopatek się zmienia i powstają naprężenia pomiędzy stopem i tlenkiem wskutek różnic ich rozszerzalności cieplnej. Mogą one działać jako idealne miejsca zarodkowania pęknięć zmęczeniowo-cieplnych, które mogą się przenosić na sam stop.

Operacje łączenia: uwaga końcowa

Można by przypuszczać, że obecność na powierzchni materiału ochronnej warstewki tlenków jest zawsze korzystna. Jeżeli będziemy chcieli połączyć materiały przez lutowanie ochronna warstewka może stwarzać problem. Ochronne warstewki powodują także słaby elektryczny kontakt pomiędzy elementami. Również wytwarzanie elementów jest utrudnione.

Reklamy

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj / Zmień )

Connecting to %s

%d blogerów lubi to: