ISSN:
0947-5117
Schlagwort(e):
Chemistry
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Polymer and Materials Science
Quelle:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Thema:
Maschinenbau
Beschreibung / Inhaltsverzeichnis:
Oxidation and Carburization of High Alloyed Materials for Cracking Tubes. Part 1: The Oxidation Behaviour in AirThe oxidation behaviour has been studied of cast materials (German Materials Numbers 1.4848, 1.4857, 2.4813), an experimental melt of 25/20/5 CrNiSi steel and wrought materials (German Materials Numbers 1.4301 and 1.4841) in dry synthetic air between 800 and 1300°C. Only the oxidation of the materials 1.4848 and 1.4841 follows an approximately parabolic law, with the other materials more complex kinetic laws are found.The oxidation rates of all the cast materials are rather similar; the scale layers successively formed on the base material are Cr2O3 and MnCr2O4. The latter is characterized by clearly distinguishable iron contents. The Cr2O3 layer contains SiO2 inclusions, in particular near the metal boundary. Above 1000°C internal oxidation of silicon is found. An exception to this is the 25/20/5 CrNiSi experimental melt where, because of the high Si content, a continuous SiO2 layer is formed consistently between base material and Cr2O3 layer.The material 1.4301 exhibits locally increased oxidation at temperatures above 1050°C; in this case oxide nodules are formed.The oxidation rate of material 1.4841 at temperatures above 1100°C is higher for the fine grained than for the coarse grained condition; this phenomenon is attributed to the fact that at these temperatures pronounced grain growth occurs which impairs the formation of a protective layer. The scale layers formed contain considerable amounts of iron and the Cr content in the metal at the metal/oxide boundary decreases at a considerable higher rate with increasing temperature than in the case of the coarse grained material 1.4841 and of the cast materials containing about 25% Cr. Below 1100°C the differences in the behaviour are rather small and the oxidation rate is comparable to that of the cast materials.A transition from internal silicon oxidation to external SiO2 scale formation is found with materials 1.4848 and 1.4841 at 1100°C in H2/H2O mixtures below the partial pressure of oxygen corresponding to the Cr/Cr2O3 equilibrium.
Notizen:
Es wurde das Oxidationsverhalten der Gußwerkstoffe 1.4848, 1.4857, 2.4813 und einer 25/20/5-CrNiSi-Versuchsschmelze sowie der Knetwerkstoffe 1.4301 und 1.4841 in trockener synthetischer Luft zwischen 800 und 1300° C untersucht. Nur die Oxidation der Werkstoffe 1.4848 und 1.4841 erfolgte angenähert parabolisch, die der anderen Werkstoffe dagegen nach komplexen Zeitgesetzen.Die Oxidationsgeschwindigkeiten aller Gußwerkstoffe sind sehr ähnlich. Es bildet sich eine Schichtenfolge Werkstoff/Cr2O3/MnCr2O4 aus. Die MnCr2O4-Schicht weist deutliche Fe-Gehalte auf. Die Cr2O3-Schicht enthält besonders nahe der Grenze zum Metall SiO2-Einlagerungen. Oberhalb etwa 1000°C tritt deutliche innere Oxidation des Siliziums auf. Eine Ausnahme macht die 25/20/5-CrNiSi-Versuchsschmelze, die aufgrund ihres hohen Si-Gehaltes stets eine geschlossene SiO2-Schicht zwischen Werkstoff und Cr2O3-Schicht bildet.Der Werkstoff 1.4301 zeigt oberhalb 1050°C örtlich verstärkte Oxidation unter Pustelbildung.Der Werkstoff 1.4841 oxidiert oberhalb 1100°C im feinkörnigen Gefügezustand erheblich schneller als im grobkörnigen, weil oberhalb dieser Temperatur ein starkes Kornwachstum erfolgt, das die Schutzschichtbildung beeinträchtigt. Die Deckschicht enthält hohe Gehalte an Eisen und der Cr-Gehalt im Werkstoff an der Grenze Metall/Oxid sinkt mit steigender Temperatur wesentlich stärker ab als bei dem grobkörnigen 1.4841 und den Gußwerkstoffen mit rd. 25% Cr. Unterhalb 1100°C sind die Unterschiede gering, und die Oxidationsrate ist vergleichbar der der Gußwerkstoffe.Ein Übergang von innerer Si-Oxidation zu äußerer SiO2-Deckschichtbildung erfolgt bei den Werkstoffen 1.4848 und 1.4841 bei 1100°C in H2-H2O-Gemischen bei Unterschreiten des O2-Partialdrucks des Cr/Cr2O3-Gleichgewichts.
Zusätzliches Material:
39 Ill.
Materialart:
Digitale Medien
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/maco.19790301102
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