28072

którą te atomy reagują, tworząc więcej tlenku żelaza. Aluminium i większość innych materiałów, tworzą bariery w postaci warstwek tlenków w taki sam sposób, aie warstewka tlenków na aluminium jest znacznie bardziej efektywną barierą aniżeli warstewka tlenków na żelazie. Utlenianie zachodzi przez przyłączanie atomów tlenu do powierzchni materiału, masa materiału zwiększa się zwykle proporcjonalnie do ilości materiału, który się utlenił. Ten wzrost masy. Dm, może być rejestrowany w sposób ciągły w zależności od czasu t

W wysokich temperaturach zazwyczaj obserwuje się dwa typy takiej zależności.

Pierwszy typ utleniania jest zależnością liniową gdzie: kL • stała kinetyczna.

Drugi typ utleniania jest zależnością paraboliczną: gdzie: kp - inna stała kinetyczna. Szybkość utleniania spełnia prawo Arrheniusa, co oznacza, że stałe kinetyczne kL i kp rosną wykładniczo wraz ze wzrostem temperatury

Wynika stąd, że gdy temperatura rośnie, szybkość utleniania wzrasta wykładniczo

Szybkość utleniania rośnie wraz ze wzrostem ciśnienia cząstkowego tlenu (nie

zawsze w prosty sposób). Na przykład ciśnienie cząstkowe tlenu w turbinie gazowej może się bardzo różnić od ciśnienia cząstkowego w powietrzu. Z tego względu ważną rzeczą jest, aby testy elementów w wysokich temperaturach przeprowadzać w odpowiednich warunkach.

Przykłady utleniania w suchych gazach

Ważną grupę stopów stanowią stopy, specjalnie zaprojektowanych w celu zwiększenia ich odporności na korozję, a mianowicie stale odporne na korozję. Innym podejściem może być zabezpieczanie powierzchni przed korozyjnym działaniem gazu. Podstawą zabezpieczania jest w obu przypadkach pokrycie powierzchni stali lub łopatki stabilnym materiałem ceramicznym: zwykle jest to Cr203 lub A/203. Najbardziej skuteczne jest wytwarzanie warstewki ceramicznej, która sama się odnawia, gdy zostanie uszkodzona, co będzie opisane dalej.

Wytwarzanie stopów odpornych na korozję

Zwykła stal miękka jest doskonałym materiałem konstrukcyjnym - tania, łatwo dająca się kształtować i wytrzymała mechanicznie. Ale w niskich temperaturach rdzewieje, a w wysokich - utlenia się szybko. Pojawiło się zatem zapotrzebowanie na stale odporne na korozję Opracowano szereg nierdzewnych i odpornych na korozję żeliw i stali. Gdy zwykła stal poddana jest działaniu gorącego powietrza, utlenia się szybko tworząc FeO (lub wyższe tlenki). Ale jeżeli w stali zostanie rozpuszczony jeden z pierwiastków wykazujących wysoką energię utleniania, będzie on się wybiórczo utleniał (ponieważ jego tlenek jest bardziej stabilny niż FeO), tworząc warstewkę swojego tlenku na powierzchni A jeżeli tlenek ten będzie miał właściwości ochronne, jak np. Cr203, AI203, Si02 lub BeO, będzie hamował dalszy wzrost warstwy tlenków żelaza i będzie chronił stal.