filebar
Методические пособия по сварочным работам

Окисление алюминиевых сплавов

В качестве основных, наиболее часто встречающихся легирующих элементов в сплавах алюминия присутствуют медь, магний, марганец, кремний, цинк. В некоторых сплавах в небольших концентрациях встречаются добавки титана, бериллия, хрома, никеля, кадмия и др. Суммарное содержание легирующих элементов в деформируемых сплавах алюминия обычно не превышает 8—9%. Кроме основных легирующих элементов, в сплавах алюминия обычно присутствуют примеси.

В зависимости от системы легирования в качестве примесей могут быть кремний, железо, медь, марганец, цинк, магний и др. Содержание основных легирующих элементов определяется нижним и верхним пределами. Содержание примесей ограничивается верхним пределом. Сумма примесей в промышленных деформируемых сплавах составляет 0,2—1,7%. При взаимодействии с кислородом возможно окисление основы сплава, а также легирующих элементов и элементов, входящих в состав сплава в качестве примесей.

В зависимости от условий окисления участие составляющих сплава в окислении и образовании пленки может быть различным. Соответственно могут меняться состав и свойства окисной пленки. Оценка вероятности окисления легирующих элементов сплава и примесей и участия их в образовании окисной пленки имеет важное практическое значение. Ориентировочно можно считать, что окисление элемента сплава алюминия возможно в том случае, если соблюдаются соотношения — упругости диссоциации окисла MemOra и Al2O3 при условии, что металл и окисел находятся в чистом
виде или насыщенном состоянии (активность металла и окисла равна единице). В общем случае легирующий элемент Me и окисел MemOn могут находиться в растворах в ненасыщенном состоянии, тогда окисление легирующего элемента возможно при условии

где (Po2) MemOrt и Al2O3 — упругости диссоциации окислов MemOrt и Al3O3 при условии, что металл или окисел (или оба) находятся в ненасыщенном растворе; активности в растворе легирующего элемента, его окисла, алюминия и его окисла. Учитывая, что большинство окислов легирующих элементов нерастворимо в алюминии, можно принять аметоп — 1 и AI2O3 = = 1. Приняв, что алюминий и легирующий компонент образуют идеальный раствор, Ме И ?? можно выразить через атомные доли.

Учтя сделанные допущения и приравняв правые части уравнений и (Po2) MemOrt = (Po2) Al2O3, можно определить критическую концентрацию легирующего элемента в виде атомной доли Л/ме<кр), выше которой возможно окисление легирующего элемента сплава:
Ориентировочных расчетов вероятности окисления легирующих элементов сплавов алюминия позволяют сделать заключение, что окисление при температуре 700° С меди, натрия, марганца, кремния, т. е. элементов более благородных, маловероятно и возможно лишь в том случае, если эти элементы являются основой сплава.

Бериллий, магний и кальций при температуре 750° С могут окисляться в сплавах алюминия при их ничтожно малых содержаниях. Экспериментальные данные подтверждают результаты расчетов окисляемости отдельных элементов сплавов алюминия.

Яндекс.Метрика