Сущность процесса газовой эрозии

Категория:
Цветные металлы


Сущность процесса газовой эрозии

Газовая эрозия является процессом разрушения материала в результате сложного физического и химического взаимодействия его с внешней средой. Для уяснения сущности этого процесса рассмотрим, например, какой-либо газовый тракт, по которому протекает поток, имеющий высокую температуру t, большую скорость v и обладающий большим запасом тепловой энергии Q. Этот поток содержит агрессивные газы, например кислород, и действует на поверхность металла в течение небольшого времени t; в нем содержатся также твердые Частицы. Теплопроводность материала имеет конечное значение X.

Процесс газовой эрозии в этом случае протекает как суммарное химическое и физико-химическое воздействие потока на материал. В зависимости от состава газов химическое воздействие может привести к окислению, цементации или азотированию поверхности изделия, что повлечет за собой образоване рыхлых и непрочных окислов или хрупких растрескивающихся цементованных или азотированных слоев.

Рис. 1. Схема для рассмотрения процесса газовой эрозии

Физическое воздействие газового потока на материал может быть термическим или динамическим. При этом разрушение материала будет происходить или в результате теплового действия газов, или вследствие механического воздействия газовой струи и твердых частиц.

Теория газовой эрозии, протекающей в реальных условиях, должна разрабатываться с позиций физико-химической механики материалов. Хотя такой окончательно разработанной теории еще нет, ее основные положения можно свести к следующему. При воздействии на материал газового потока с высокой тепловой энергией, имеющего высокую температуру и большую скорость движения и обладающего химической активностью за счет, например, содержания кислорода, происходит сильное разогревание тонкого поверхностного слоя материала. При этом подводимое тепло вследствие больших значений и кратковременности действия не успевает распространяться за счет теплопроводности материала в глубь изделия, а концентрируется в тонком поверхностном слое, приводя к перегреву и нередко к расплавлению последнего.

Кислород, содержащийся в газовом потоке, производит частичное окисление материала. Поток газов, движущихся с большой скоростью, как бы сдувает расплавленный и частично окисленный материал, вызывая обнажение чистой поверхности изделия, которая подвергается дальнейшему воздействию потока. При повторном многократном действии потока на материал имеет место развитие процессов термической усталости и растрескивание поверхности изделия вследствие термических напряжений, возникающих в этих условиях. При этом процесс эрозионного разрушения материала ускоряется.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум