Struktura i wÅaÅciwoÅci magnetyczne - Instytut Fizyki PAN
Struktura i wÅaÅciwoÅci magnetyczne - Instytut Fizyki PAN
Struktura i wÅaÅciwoÅci magnetyczne - Instytut Fizyki PAN
- No tags were found...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Jest rzeczą ogólnie znaną, Ŝe stapianie Ŝelaza z chromem zwiększa odporność Ŝelaza<br />
na utlenianie w wysokich temperaturach, a właściwości antykorozyjne zaleŜą głównie od<br />
zawartości chromu w stopie [114]. Chrom, z uwagi na to, Ŝe jest metalem o duŜym<br />
powinowactwie do tlenu, łatwo się pasywuje (jego powierzchnia pokrywa się cienką,<br />
szczelnie przylegającą i odporną warstwą tlenków, zabezpieczającą go przed korozją), a jego<br />
stan pasywny jest trwały [89]. Chrom przenosi skłonność do pasywacji na stopy z innymi<br />
metalami. Stopy Fe-Cr o zawartości 13 - 14 wt.% Cr (13.83 – 14.87 at.% Cr) pasywują się<br />
pod wpływem tlenu zawartego w powietrzu, co zapewnia im odporność chemiczną [89].<br />
Z kolei, dodatek Cr do staliw nierdzewnych znacznie polepsza ich odporność na korozję jak<br />
równieŜ na wysokie temperatury [115]. JednakŜe w tym przypadku zawartość Cr nie moŜe<br />
być mniejsza niŜ 11 – 12 wt.% (11.70 – 12.78 at.%) [89, 116].<br />
Zaobserwowano, Ŝe w temperaturach wyŜszych od 570 °C, Ŝelazo tworzy następujące<br />
tlenki: Fe 1-x O (największa zawartość - ponad 90 % - spośród wszystkich powstałych tlenków),<br />
Fe 3 O 4 oraz Fe 2 O 3 . Mieszanie Ŝelaza z chromem zmniejsza ilość wytworzonego wustytu<br />
(Fe 1-x O) [114], a gdy zawartość Cr w obszarze granicznym stop - tlenek przekracza 13 wt.%<br />
(13.83 at.%), powstaje stabilny tlenek Cr 2 O 3 [117]. Dla mniejszych zawartości Cr, utlenianie<br />
stopów Fe-Cr jest bardzo złoŜone – w procesie moŜe powstawać spinel typu Fe(Fe 2-x , Cr x )O 4<br />
oraz hematyt α-Fe 2 O 3 [118].<br />
Dla stopów Fe-Cr o zawartości chromu x = 13.5 – 90.63 at.% [119 i Ref. tam zawarte]<br />
poddanych procesowi utleniania w powietrzu w temperaturze pokojowej przez 10 minut,<br />
w badaniach AR-XPS (ang. angle resolved X-ray photoelectron spectroscopy)<br />
zaobserwowano wyraźną redukcję grubości powierzchniowej warstwy tlenkowej wraz<br />
z rosnącą zawartością chromu w stopie do około 56.76 at.%; dla większych koncentracji Cr -<br />
aŜ do ∼90.63 at.% – grubość powłoki tlenkowej d pozostawała praktycznie bez zmiany.<br />
Tendencja do redukcji grubości warstwy tlenków ze wrostem zawartości chromu<br />
w materiałach objętościowych Fe-Cr potwierdzona została takŜe w badaniach stopów Fe-Cr<br />
wysokiej czystości (o x = 13.5 i 24.9 at.% Cr; z koncentracją domieszek < 0.01 at.%) i z taką<br />
samą koncentracją Cr na powierzchni jak i w ich objętości [119], jak równieŜ – stopów Fe-Cr<br />
(x = 13.5 i 24.9 at.% Cr) wygrzanych izotermicznie w T = 973 K / 300 s, w próŜni<br />
(po procesie segregacji Cr na powierzchniach) [119].<br />
Praktycznie stała grubość warstwy tlenkowej d obserwowana była w zakresie<br />
koncentracji chromu x = 31.53 - 90.63 at.% takŜe w przypadku stopów Fe-Cr poddanych<br />
procesowi utleniania w powietrzu w podwyŜszonej temperaturze (T = 873 K) [115].<br />
30