Кинетика фазообразования при распаде вюстита
Автор: Тепляков Юрий Николаевич
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy
Рубрика: Металлургия чёрных, цветных и редких металлов
Статья в выпуске: 1 т.21, 2021 года.
Бесплатный доступ
На основании высокотемпературного рентгенофазового анализа вюститсодержащей окалины на железе, подвергнутой изотермическому отпуску при температурах ниже 575 °С, исследована кинетика формирования продуктов распада вюстита: стехиометрического вюстита, первичного и вторичного магнетитов, а также дисперсного железа. Установлено, что стехиометрический вюстит формируется как промежуточная фаза при температурах отпуска ниже 400 °С и диффузионном контроле. Возможно, что стехиометрический вюстит - это результат кинетических затруднений распада исходного нестехиометрического вюстита. В зависимости от температуры отпуска распад вюстита протекает по двум механизмам. При температурах выше 400 °C вюстит распадается с одновременным образованием магнетита и железа. При температурах ниже 400 °C распад происходит в две стадии. На первой образуется первичный магнетит и стехиометрический вюстит. После полного распада исходного нестехиометрического вюстита наступает вторая стадия - распад стехиометрического с образованием вторичного магнетита и железа. При температурах отпуска менее 400 °C образуются два магнетита: первичный и вторичный. Отличия между этими фазами заключаются в том, что первый образуется в результате распада исходного нестехиометрического вюстита, а второй является продуктом распада промежуточного стехиометрического вюстита. Это в свою очередь вызывает существенные отличия в кинетике формирования фаз. В частности, скорость роста кристаллических зародышей вторичного магнетита очень мала, что позволяет предположить отсутствие кристаллических дефектов в стехиометрическом вюстите, либо их очень небольшое количество. Также установлено, что формирование всех продуктов распада включает несколько последовательных стадий. Начальные стадии образования новых фаз протекают при диффузионном контроле, и фактором, определяющим скорость процесса, является температура отпуска. Все заключительные стадии контролируются кинетически, а скорость стадий определяется величиной переохлаждения.
Кинетика, вюстит, распад, константа, скорость, энергия активации, стехиометрический вюстит, дисперсное железо, магнетит, контролирующая стадия
Короткий адрес: https://sciup.org/147233972
IDR: 147233972 | DOI: 10.14529/met210102
Список литературы Кинетика фазообразования при распаде вюстита
- Ilschner, B. Ausscheidungskinetik in Wüstit (Fe1−xO) / B. Ilschner, E. Mlitzke // Acta Metallurgica. – 1965. – Vol. 13, iss. 7. – P. 855–867. DOI: 10.1016/0001-6160(65)90150-1
- Chaudron, G. Sur les premières recherches relatives instabilité du protoxyde fer / G. Chaudron // Ann. Chim. – 1970. – Vol. 5. – P. 234–239.
- Лыкасов, А.А. Физико-химические свойства вюстита и его растворов / А.А. Лыкасов. – Свердловск: УНЦ АН СССР, 1987. – 227 с.
- Окисление металлов / под ред. Ж. Бенара. – М.: Металлургия, 1967. – Т. 1. – 499 с.
- Есин, О.А. Физическая химия пирометаллургических процессов / О.А. Есин, П.В. Гельд. – Свердловск: Изд-во литературы по черной и цветной металлургии, 1962. – Т. 1. – 671 с.
- Мень, А.И. Физико-химические свойства нестехиометрических окислов / А.Н. Мень, Ю.П. Воробьев, Г.И. Чуфаров. – Л.: Химия, 1973. – 223 с.
- Тепляков, Ю.Н. Распад вюстита и влияние его на коррозионную стойкость оксидированных сталей / Ю.Н. Тепляков // Известия вузов. Серия «Черная металлургия». – 1988. – № 11. – С. 154–155.
- Тепляков, Ю.Н. Распад вюстита, входящего в состав окалины / Ю.Н. Тепляков // Вестник ЮУрГУ. Серия «Химия». – 2009. – № 23 (156). – С. 36–42.
- Benord, I. Decomposition du peroxyde de fer au cours de traitements revenue structure a houte temptrature / I. Benord, T. Herot, I. Monenc // Ann. Chim. – 1970. – Vol. 6. – P. 240–245.
- Katsura, T. High‐Pressure Synthesis of the Stoichiometric Compound FeO / T. Katsura, B. Iwasaki, S. Kimura, S. Akimoto // J. Chem. Phys. – 1967. – Vol. 47. – P. 4559. DOI: 10.1063/1.1701668
- Hoffman, A. Der Zerfallsmechanismus des Wüstite Fe1–xO unterhalb 570 °C / A. Hoffman // Z. Electrochem. – 1959. – Bd. 63, Nr. 2.– S. 207–213.
- Broussard, L. The Disproportionation of Wustite / L. Broussard // J. Phys. Chem. – 1969. – Vol. 73, no. 6. – P. 1848–1854. DOI: 10.1021/j100726a035
- Захарьевский, М.С. Кинетика и катализ / М.С. Захарьевский. – Л.: Изд-во Ленинград. ун-та, 1963. – 314 с.
- Янг, Д. Кинетика разложения твердых веществ / Д. Янг. – М.: Мир, 1969. – 263 с.
- Стромберг, А.Г. Физическая химия / А.Г. Стромберг, Д.П. Семченко. – М.: Высшая школа, 2003. – 527 с.
