Бориды - Самсонов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Бориды хрома, главным образом CrB2, относясь к наиболее «стойким к окислению материалам, сравнительно устойчивы к воздействию химических реагентов [24].
В работах [194, 196] исследована химическая и термическая стойкость боридов хрома на порошках крупностью 40—50 мкм. Наиболее устойчивы бориды хрома в разбавленной серной кислоте, резко повышается устойчивость боридов в разбавленной азотной кислоте. Относительная скорость разложения боридов хрома в разбавленных (1 : 1) серной и соляной кислотах с увеличением атомного содержания бора в соединении практически не меняется, однако в азотной кислоте (1:1) устойчивость боридов хрома повышается в ряду CrB2<Cr3B4<CrB<Сг3В2< <Сг2В. Концентрированной соляной кислотой бориды хрома разлагаются.
Относительная скорость разложения боридов практически не зависит от состава борида. Скорость разложения боридов в концентрированной азотной кислоте резко снижается, по убывающей устойчивости бориды различного состава можно расположить в ряд СгВ>СгзВ2>СгВ>Сг3В4>СгВ2.
Высокая устойчивость боридов хрома в концентрированной азотной кислоте объясняется в работе образованием пассивной пленки окиси хрома; чем выше содержание хрома в бориде, тем устойчивее он к воздействию азотной кислоты.
Бориды хрома в зависимости от состава начинают окисляться при 500—8000C [194]. Методом химического фазового анализа показано, что продуктами окисления низших фаз являются окись хрома и фаза, близкая по составу к оксиборидам. Высшие бориды хрома при взаимодействии с кислородом воздуха разлагаются на окись хрома Cr2O3 и борный ангидрид B2O3.
Устойчивость диборида хрома при 10000C обеспечивается образованием при разложении CrB2 окиси бора, которая обладает в расплавленном состоянии высокими защитными свойствами.
По данным работы [24], высокая стойкость против окисления диборида хрома объясняется образованием при его окислении
047
на поверхности образцов довольно легкоплавкого борохроми-Стого «стекла», надежно защищающего поверхность против окисления при температурах до 1200—1300° С,
Окисление диборида хрома в кислороде начинается при температурах выше 1100°С [175]. Незначительная скорость роста окалины при 1000° С объясняется высокими защитными свойствами образующихся при окислении B2O3 и CrBO3.
Высокая термическая стойкость борида хрома CrB2 и значительная «эластичность» кристаллической решетки диборида хрома, характеризуемая величиной среднеквадратичного смещения структурных элементов при распространении упругих воли
yW? равной для CrB2 0,088 [447], определяющие относительно низкую хрупкость борида хрома л довольно высокую стойкость против теплового удара, позволяют использовать борид хрома в составе жаропрочных сплавов, работающих при значительных нагрузках и высоких температурах. Известно использование боридов хрома в составе жаропрочных кермегов. Особенно эффективно использование борида хрома и сплавов на его основе в качестве высокоизносостойких покрытий и наплавок на сталях и чугунах [107, 309, 461].
Бориды молибдена. Диаграмма состояния системы Mo-B изучалась многими исследователями [121, 544, 690, 977]> В работах [690, 977] на основании многочисленных определений точек плавления; были установлены эвтектики Mo-1—Mo2B1 MoB т-«MoB2», что дало возможность построить схематическую диаграмму состояния системы Mo В, которая проводится в справочной литературе [527]. На этой диаграмме имеются, кроме Mo2B1 MoB и М02В5, существование которых доказано [512, 765, 931, 955], бориды состава Mo3B2 и «MoB2».
По данным разных работ [955, 978], температура плавления эвтектики Ct-Mo2B изменяется от 1960 до 2200° С. Разноречивы данные по максимальной растворимости бора в молибдене: of 0,02 до 0,? масс.% [513]. Такое расхождение в данных объясняется, по-видимому, различной чистотой сплавов, полученных разными методами. К. И. Портной и др. [351, 362] исследовали систему Mo —- В методами термического, рентгеноструктурного й металлографического анализов. Учитывая влияние углерода на устойчивость боридов MoB и MoB2 [179], термическую обра» бо»тку и Определение, температур плавления в этой работе проводили в печи с вольфрамовым нагревателем в условиях, исключающих загрязнение образцов углеродом. Методика приготовления сплавов [362] не допускала взаимодействия композиций с другими элементами, испарения и ликвации компонентов.
Сравнение температур плавления, полученных в работе [351], с данными/других работ [121, 690, 977] показывает (табл, 80), что температуры плавления боридов молибдена в ранних работах: существенно ниже и для боридов MoB и «MoB2» согла-і суются с температурами эвтектик борид —углерод,
248
Таблица 80
Температура плавления боридных фаз молибдена, °С
Борид Работа Эвтектика с углеродом [544]
1121] [977] [690] bsi]
MosB 1850±50 2000 2097—2142 <. 2270
« Mo3Bj» — 2070 2221—2266 _
MoB -! 2180 2325—2374 2550 2300
«МоВг» 2250 ±50 2100 2350 2180
Mo2B5 — — 2200
MoB18 — — —' 2110
Z600
то
На основании полученных Данных в работе предложена диаграмма состояния системы Mo-B (рис, 52). Молибден образует е Mo2B эвтектику При 2200° С и содержании бора более 20 ат.%. Борид Mo2B плавится по перитектической реакции с образованием ?-MoB. Температуру плавления эвтектики a-f-Mo2B, близкую к приведенной выше (2190±20°С), получили при исследовании Ш0\ молибденового угла диаграммы состояния системы Mo—В (до 4,05 масо % В) в работе [102]. Содержание бора в эв1-тектике, по этим данным, находится в пределах 2,4—г 4,05 масс. %. Максимальная растворимость бора в молибдене при температуре эвтекти-j ¦ки составляет около 0,П% и уменьшается да 0,08—0,09;
