📄Работа №198125
Тема: КИНЕТИКА ОКИСЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА И НИКЕЛЯ НА ВОЗДУХЕ ПРИ ПОЛИМОРФНОМ ПРЕВРАЩЕНИИ (ТОЧКА КЮРИ)
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Металлургия
Объем:
65 листов
Год:
2018
Просмотров:
54
4650
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Железо 9
1.1.1 Кристаллическая структура оксида железа 12
1.1.2 Кинетика окисления железа на воздухе или в кислороде при
температурах 400-605 °С 12
1.1.3 Кинетика окисления железа на воздухе или в кислороде при
температурах 700-1250 °С 13
1.2 Никель 14
1.2.1 Кинетика окисления никеля в интервале температур
100-400 °С 16
1.3 Магнитные превращения в железе и никеле 16
1.4 Основные закономерности окисления в кислородсодержащих
средах 18
1.4.1 Термодинамика химической коррозии металлов 18
1.4.2 Термодинамическая вероятность коррозии 18
1.4.3 Расчет изменения изобарно-изотермического потенциала А;"< 19
1.4.4 Определение возможности химической коррозии металлов по
значению 20
1.4.5 Расчет изменения стандартного изобарно-изотермического
потенциала л 21
1.5 Пленки на металлах 22
1.5.1 Адсорбция окислителей на металлах 22
1.5.2 Образование пленки продуктов коррозии 23
1.5.3 Классификация пленок на металлах по толщине 24
1.5.4 Условие сплошности пленок на металлах 28
1.5.5 Первичная стадия окисления металлов 30
1.5.6 Рост пористой (незащитной) пленки 33
1.5.7 Рост сплошных (защитных) пленок 35
1.5.8 Толстые пленки (окалина) 36
1.5.9 Многослойные толстые пленки 36
1.5.10 Двухслойные однофазные пленки 38
1.5.11 Цвета побежалости при окислении 39
1.6 Диффузия при окислении 42
1.6.1 Диффузионный контроль 42
1.6.2 Диффузионно-кинетический контроль 44
2 ВЫБОР И ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ
2.1 Оборудование для проведения испытаний по окислению образцов
железа 46
2.2 Оборудование для проведения испытаний по окислению образцов никеля 47
3 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
3.1 Исследуемые материалы 49
3.2 Методика обработки экспериментальных данных 50
4 ОБСУЖДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ 53
4.1 Оценка погрешностей измерения 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Железо 9
1.1.1 Кристаллическая структура оксида железа 12
1.1.2 Кинетика окисления железа на воздухе или в кислороде при
температурах 400-605 °С 12
1.1.3 Кинетика окисления железа на воздухе или в кислороде при
температурах 700-1250 °С 13
1.2 Никель 14
1.2.1 Кинетика окисления никеля в интервале температур
100-400 °С 16
1.3 Магнитные превращения в железе и никеле 16
1.4 Основные закономерности окисления в кислородсодержащих
средах 18
1.4.1 Термодинамика химической коррозии металлов 18
1.4.2 Термодинамическая вероятность коррозии 18
1.4.3 Расчет изменения изобарно-изотермического потенциала А;"< 19
1.4.4 Определение возможности химической коррозии металлов по
значению 20
1.4.5 Расчет изменения стандартного изобарно-изотермического
потенциала л 21
1.5 Пленки на металлах 22
1.5.1 Адсорбция окислителей на металлах 22
1.5.2 Образование пленки продуктов коррозии 23
1.5.3 Классификация пленок на металлах по толщине 24
1.5.4 Условие сплошности пленок на металлах 28
1.5.5 Первичная стадия окисления металлов 30
1.5.6 Рост пористой (незащитной) пленки 33
1.5.7 Рост сплошных (защитных) пленок 35
1.5.8 Толстые пленки (окалина) 36
1.5.9 Многослойные толстые пленки 36
1.5.10 Двухслойные однофазные пленки 38
1.5.11 Цвета побежалости при окислении 39
1.6 Диффузия при окислении 42
1.6.1 Диффузионный контроль 42
1.6.2 Диффузионно-кинетический контроль 44
2 ВЫБОР И ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ
2.1 Оборудование для проведения испытаний по окислению образцов
железа 46
2.2 Оборудование для проведения испытаний по окислению образцов никеля 47
3 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
3.1 Исследуемые материалы 49
3.2 Методика обработки экспериментальных данных 50
4 ОБСУЖДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ 53
4.1 Оценка погрешностей измерения 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
📖 Аннотация
В данной дипломной работе экспериментально исследована кинетика высокотемпературного окисления технического железа (марка ЖЧК-4) и никеля (марка Н0) в атмосфере воздуха в температурных интервалах, охватывающих их точки Кюри (770 °C и 365 °C соответственно). Актуальность исследования обусловлена необходимостью углубленного понимания механизмов газовой коррозии ферромагнитных металлов в условиях полиморфного фазового перехода, что критически важно для прогнозирования поведения материалов в металлургических и машиностроительных технологиях, связанных с нагревом. В результате проведенных экспериментов установлено, что процесс окисления железа в интервале 730–810 °C протекает в смешанном диффузионно-кинетическом режиме, о чем свидетельствует значение показателя степени n=1.496 в степенном законе роста окалины. Были определены константы скорости окисления и энергии активации для обоих металлов, при этом анализ данных вблизи точек Кюри позволил выявить влияние магнитного превращения на кинетические параметры процесса. Научная значимость работы заключается в установлении корреляции между магнитными свойствами металлов и скоростью их окисления, дополняя классические представления, изложенные в трудах Ж. Бенара и Ю.Р. Эванса. Практическая ценность полученных результатов состоит в возможности уточнения режимов термической обработки для минимизации угара металла и оптимизации защитных покрытий. Теоретической основой исследования послужили фундаментальные работы по теории коррозии Н.П. Жука, металловедению А.П. Гуляева, а также справочные данные по материалам под редакцией Г.И. Погодина-Алексеева.
📖 Введение
В металлургии при обрабатывании изделий из металла имеет место быть высокотемпературной коррозии. Это происходит при нагревании твердого металла в окислительной атмосфере воздуха на стадии его нагрева. При этом на поверхности металлических изделий образуется слой окалины, который состоит из оксидов железа. Сформированный оксидный слой является слоистым. Если коррозия металла будет происходить при температурах, при которых вюститная фаза будет стабильна, то образовавшаяся пленка будет состоять из трех слоев, толщина которых будет изменяться в зависимости от температуры окисления. То есть окалина при температуре ниже 575 °C будет состоять из магнезита. При температуре выше 575 °С в структуре окалины будет появляется вюстит.
Ферромагнетики характеризуются температурой, выше
которой ферромагнитные свойства металла переходят в парамагнитные. Эта температура называется температурой Кюри. Для железа и никеля эта температура составляет 770 и 365 °С, соответственно.
В данной дипломной работе была рассмотрена кинетика формирования окалины на поверхности образца железа (ЖЧК-4) в атмосфере воздуха, также ферромагнитное превращение железа (ЖЧК-4) в интервале температур 730- 810°С, и никеля в температурном интервале 330-420°С.
Ферромагнетики характеризуются температурой, выше
которой ферромагнитные свойства металла переходят в парамагнитные. Эта температура называется температурой Кюри. Для железа и никеля эта температура составляет 770 и 365 °С, соответственно.
В данной дипломной работе была рассмотрена кинетика формирования окалины на поверхности образца железа (ЖЧК-4) в атмосфере воздуха, также ферромагнитное превращение железа (ЖЧК-4) в интервале температур 730- 810°С, и никеля в температурном интервале 330-420°С.
✅ Заключение
Главной задачей данной работы является определение зависимости констант скоростей окисления от температуры и энергии активации данного процесса.
Для этого исследования были взяты образцы железа (марка ЖЧК-4) и никеля (марка Н0).
Для железа:
1. Окисление железа в заданном интервале температур 730-810°С протекает при диффузионно-кинетическом контроле
Значение n составило 1,496 (1<1,496<2)
Рассчитаны энергии активации:
;
2. Переход металла из ферромагнитного в парамагнитное состояние является переходом 2 рода
Для этого исследования были взяты образцы железа (марка ЖЧК-4) и никеля (марка Н0).
Для железа:
1. Окисление железа в заданном интервале температур 730-810°С протекает при диффузионно-кинетическом контроле
Значение n составило 1,496 (1<1,496<2)
Рассчитаны энергии активации:
;
2. Переход металла из ферромагнитного в парамагнитное состояние является переходом 2 рода
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.