METAL 2004
Hradec nad Moravicí
KOROZE ALUMINIDU ŽELEZA Fe28Al3Cr0,02Ce (at.%) VE SKLOVINE CORROSION OF IRON ALUMINIDE Fe28Al3Cr0,02Ce (at.%) IN MOLTEN GLASS Adam Hotara Petr Kratochvílb a
Katedra materiálu, TU v Liberci, Hálkova 6, 461 17 Liberec,
[email protected] b Katedra fyziky kovu, UK MFF Praha, Ke Karlovu 5.,121 16 Praha 2,
[email protected] Abstrakt Korozní odolnost aluminidu železa naznacuje jejich použití pro výrobu konstrukcních prvku ve sklárství. Byly provedeny statické a dynamické korozní experimenty interakce aluminidu železa s roztavenou sklovinou. Austenitická a feritická ocel byly porovnány s aluminidem železa za stejných korozních podmínek. Po korozních testech byly sledovány zmeny vzorku (aluminidu železa i porovnávacích materiálu) v blízkosti povrchu pricházející do styku se sklovinou. Provedeno bylo merení mikrotvrdosti pod povrchem, sledování zmen „vlnitosti“ a struktury, merení korozních úbytku a chemická analýza exponovaného povrchu. Abstract Corrosion resistance properties of iron aluminides suggests their use for production of structural elements in glass- making. Static and dynamic corrosion experiments concerning the interaction of iron aluminides with molten glass were carried out. Austenitic and ferritic steels were compared with iron aluminide in same corrosion conditions. Changes in (iron aluminide and comparable materials) surface layer of specimens, which were in contact with molten glass, were observed after corrosion tests. Microhardness of the surface layer, change of roughness and microstructure, weight change and chemical analysis were investigated. 1. ÚVOD Aluminidy železa jsou konstrukcní materiály ze skupiny intermetalik, které se uplatnují díky své nízké materiálové cene (v porovnání s korozivzdornými a žáruvzdornými ocelemi), nízké merné hmotnosti, vynikající odolnosti vuci oxidacnímu a sulfidacnímu prostredí, a to i pri teplotách nad 600 o C [1]. Proto již v šedesátých letech vznikla myšlenka použít tento typ materiálu ve sklárském prumyslu [2]. Uvažovalo se o výrobe soucástí sklárských pecí napr. horáku a také konstrukcních prvku pricházející do styku s roztavenou sklovinou napr.: sklárské formy, výtlacné misky, lepící kotouce atd. Na základe techto skutecností byly provedeny korozní testy aluminidu železa a komparabilních materiálu ve sklovinách a jejich korozní odolnost byla vyhodnocena. Pri hodnocení byla použita pro vyšší objektivitu skupina metod, která nove zahrnuje Obvodovou metodu využívající poznatku fraktálové geometrie.
2. EXPERIMENT Materiály srovnávané s aluminidem železa v kontaktu se sklovinou byly voleny tak, aby reprezentovaly materiály nejužívanejší ve sklárství. S aluminidem železa byly testovány feritická ocel (CSN 417 153, ekvivalent AISI 446), austenitická ocel (CSN 417 255, ekvivalent AISI 310) a niklová slitina (NIMONIC 80 A). Chemické složení sledovaného 1
METAL 2004
Hradec nad Moravicí
alumnidu železa bylo Fe-28,4Al-2,6Cr-0,4Mn-0,02Ce-0,16C (hm.%). Vzorky z aluminidu železa byly vyrobeny zplechu o tlouštce 13 a 5 mm válcovaného s mezioperacními ohrevy pri teplote 1100°C z kokily o rozmerech 100x35 mm. Tavení a válcování probíhalo ve VÚK – Kovohute s.r.o., Panenské Brežany. Strukturu po válcování tvorí výrazne zploštelá zrna. Naopak po korozním testu dochází k rekrystalizaci. 2.1 Provedené korozní testy 2.1.1 Statické korozní testy Ve statických korozních podmínkách byly vzorky namáceny do ciré obalové skloviny, do olovnatého krištálu (24 hm.% PbO), do skloviny ambr a do skloviny opál pri ruzných teplotách a ruzných casech. Vzorek byl nejprve umísten do tavícího kelímku ze slinutého korundu a obsypán ze 2/3 výšky ci zasypán drtí skla. Kelímek se vzorkem byl pak vložen za studena do tavící pece. Po dosažení stanovené teploty viz. tab. 1, byl vzorek vystaven po urcenou dobu korozním úcinkum skloviny. Po ukoncení experimentu byly kelímky vyjmuty z pece, vzorky z nich vytaženy. Tabulka 1 Statické korozní testy a zbarvení sklovin po korozních zkouškách Table 1 Static corrosion tests and coloration of molten glasses after corrosion tests sklovina
teplota cas [o C] [h] 1100
cirá obalová sklovina
aluminid železa
CSN 417 255
cirá
cirá
u povrchu vzorku hnedošedá
u povrchu vzorku zelená cirá
cirá
u povrchu vzorku tmave zelená cirá
u povrchu vzorku tmave zelená cirá
u povrchu vzorku tmave zelená tmave zelená,nekolik bublin kolem vzorku tmave zelená, bubliny kolem vzorku (více než pri 48 h.) tmave zelená
u povrchu vzorku tmave zelená
cirá
cirá
u povrchu vzorku tmave zelená
u povrchu vzorku tmave zelená
-
-
1
zelená
1100
6
cirá mírne zbarvena do žlutohnedé
1100
24
cirá mírne zbarvena do žlutohnedé
1250
24
žlutohnedá
1250
48
žlutohnedá
1250
96
1350
96
žlutohnedá, kolem vzorku šede zabarvená šedožlutá cirá
1100
24 u povrchu vzorku hnedošedá
olovnatý krištál
CSN 417 153
-
cirá 1250
24 u povrchu vzorku hnedošedá
sklovina opál sklovina ambr
1250
1250
24
24
svetle šedá,
nehomogenne zabarvena do tmave zelené až cerné tmave zelená
u vzorku je tmavší, nad vzorkem jsou bubliny
u vzorku až fialová, kolem vzorku velké množství bublin
tmave zelená
2
-
-
METAL 2004
Hradec nad Moravicí
2.1.2 Dynamické korozní zkoušky V dynamických korozních podmínkách byly vzorky postupne testová ny pouze v olovnatém krištálu (24 hm.% PbO). Vzorek byl za studena upevnen do držáku míchadla umísteného v peci a pod vzorek byl vložen korundový kelímek s drtí olovnatého krištálu. Do vyhráté pece na stanovenou teplotu viz. tab. 2, byl vzorek spuštením držáku ponoren do kelímku s roztavenou sklovinou a bylo zapnuto míchání (18-19 ot/min). Po uplynutí 12 hodin byl vzorek vytažen z kelímku a ponechán v peci až do vychladnutí pece. Tabulka 2 Dynamické korozní testy a zbarvení sklovin po korozních zkouškách Table 2 Dynamic corrosion tests and coloration of molten glasses after corrosion tests sklovina olovnatý krištál
teplota cas otácky [o C] [h] [min -1 ] 1100
12
18
1250
12
19
aluminid železa cirá u povrchu nepatrne šedá cirá u povrchu nepatrne šedá
CSN 417 255
CSN 417 153
Nimonic 80 A
tmave zelená
tmave zelená
tmave zelená
tmave zelená
tmave zelená
tmave zelená
3. VÝSLEDKY A DISKUSE 3.1 Mechanismus koroze aluminidu železa ve sklovine Merení zmen chemického složení skla a slitiny aluminidu železa pomohlo poprvé popsat mechanismus koroze aluminidu železa ve sklovine sodnovápenatého typu, který je prícinou zbarvení testovaných sklovin viz tab. 1 a 2. V techto tabulkách je popsáno zbarvení sklovin po interakci nejen aluminidu železa, ale také srovnávacích materiálu. Z tabulek vyplývá, že aluminid železa skloviny krome opálu barví méne intenzivne než srovnávací oceli a slitina NIMONIC 80 A. Na základe chemických analýz povrchové vrstvy aluminidu železa a skla po korozních testech bylo zjišteno, že duležitou roli hraje pri korozi hliník, který je obsažen ve slitine v množství 16,3 hm.% (28,4 at.%). Hliník má nejvetší afinitu ke kyslíku ze všech obsažených kovu ve slitine, proto se ve sklovine velice snadno rozpouští. Rozpouští se snadneji než železo a chrom, proto dochází k ochuzení povrchové vrstvy práve o hliník. Rozpouštený hliník ve sklovine silne redukuje SiO 2 za vzniku Al2 O3 . Takto vzniklý oxid hlinitý obohacuje sklovinu vblízkosti povrchu vzorku a vytvárí tak vrstvu, která plynule prechází do základní skloviny. Tlouštka této vrstvy záleží predevším na teplote a míchání. V provedených statických korozních testech se predevším uplatnuje vysoká teplota. To znamená, že pri nižších teplotách testu (1100°C) je pravdepodobnejší zpomalení rozpouštení a tím i difuse hliníku z jádra vzorku sledované slitiny. Rozpuštený Al2 O3 zvyšuje u povrchu vzorku viskozitu a tím v porovnání s jinými oxidy zpomaluje korozi. Z chemických analýz všech druhu skel (po korozním testech) na povrchu vzorku vyplývá že, sklovina je také obohacena oxidem železitým. Práve zvýšený obsah Fe2 O3 a redukcní úcinky hliníku zpusobují zmeny zabarvení sklovin. V prípade ciré obalové skloviny došlo pri teplote 1100°C k vytvorení pouze tenké vrstvy tzv. mrtvé vrstvicky šedého skla na povrchu vzorku [3]. Naopak pri teplotách nad 1250°C bylo pozorováno ambrové zabarvení skloviny v celém objemu, protože pri techto teplotách dochází ve sklovine k intenzivnejšímu proudení (nižší viskozita) a k rychlejším chemickým reakcím. Zabarvení a chemické analýzy skla a aluminidu železa prokazují, že se chrom na zabarvení skloviny nepodílí. Výjimkou je pravdepodobne koroze aluminidu železa v opálové sklovine, která se zbarvila do zelené. Provedená chemická analýza sice prítomnost chromu nepotvrdila, ale vlivem silného barvícího úcinku chromu pri nízkých obsazích (již pri 0,1 hm.%) a nižší presnosti merení mikrosondy nelze nízký obsah chromu vyloucit, jenž by zpusobil zelené zabarvení [5].
3
METAL 2004
Hradec nad Moravicí
Vznik bublin ve sklovine vlivem interakce s aluminidem železa, jak bylo pozorováno, je nízký v porovnání s ocelí 17 255. Je to dáno predevším nízkým obsahem uhlíku v aluminidu železa (0,04 hm.%) vuci oceli 17 255 (0,25 hm.%), který je hlavní prícinou vzniku bublin ve sklovine nerozpustných. Uhlík se ve sklovine rozpouští (oxiduje) vždy za vývinu plynu a to hlavne u kovu a slitin obsahující více než 0,2 hm.% C. 3.2 Stanovení korozní odolnosti aluminidu železa 3.2.1Vzhled povrchu vzorku aluminidu železa po korozních testech Povrch aluminidu železa se po vetšine korozních testech jeví velice kompaktne, je zbarven do svetle šedé, objevují se také hnedé skvrny (po interakci solovnatým krištálem) a na povrchu jsou patrné zbytky cirého skla. Naopak vysokému koroznímu napadení odpovídá vzhled vzorku po interakci se sklovinou opál. Povrch je pokryt vrstvou korozních produktu a zbytku skla. 3.2.2 Zmena chemického složení a mikrotvrdosti v povrchové vrstve po kontaktu se sklovinou Chemická bodová analýza objasnila zmeny chemického složení v blízkosti povrchu aluminidu železa do hloubky 40 ? m. Do teploty 1250°C se v povrchové vrstve aluminidu železa po statických i dynamických korozních testech se nejprve objevuje oblast obohacená o hliník, která souvisí s tvorbou ochranné vrstvy oxidu hlinitého. Od hloubky približne 3 ? m zacíná obsah hliníku klesat pod hodnotu puvodní koncentrace a vzniká tak oblast ochuzená o hliník, ale bohatá na železo. Stejný difusní charakter byl pozorován také pri vysokoteplotní oxidaci na vzduchu [6, 7]. Oblast ochuzená o hliník vzniká vlivem transportu hliníku z hloubi vzorku do povrchové vrstvy, kde dochází k oxidaci za vzniku Al2 O3 (oblast obohacená o hliník) [7]. Z výsledku chemické analýzy je videt, že charakter koroze aluminidu železa v ciré obalové sklovine pod teplotou 1250°C (vcetne) se podstatne liší od charakteru koroze nad teplotou 1250°C. Po korozním testu pri 1350°C po 96 hod. nebyl u povrchu zaznamenán zvýšený obsah Al, který souvisí s ochranou vrstvou Al2 O3 , ale naopak docházelo k výraznému poklesu obsahu hliníku vuci puvodnímu chemickému složení (pred korozním testem). Patrne pri této teplote (1350°C) dochází k rychlejšímu rozpouštení Al2 O3 ve sklovine a ochranná vrstva se nestací regenerovat. Zmeny tretího tzv. dominantního prvku chromu u aluminidu železa nebyly namereny. Obsah chromu vpovrchové vrstve je po všech korozních testech konstantní a zachovává si stejné hodnoty jako pred interakcí se sklovinou (približne 2,6 at%). Pravdepodobne dochází k tvorbe okují podobného složení jako pri oxidaci na vzduchu [6]. Okuje vzniklé oxidací na vzduchu pri 1000°C po dobu 60 hod. byly složeny prevážne z ? -Al2 O3 obsahující malý podíl železa a méne než 1 at.% chromu. Chrom se tedy na tvorbe oxidické vrstvy aluminidu železa výrazne nepodílí a jeho rozpouštení je tak výrazne omezeno. Zmeny chemického složení aluminidu železa a oceli 17 255 zpusobené sklovinou byly sledovány pomocí hodnot mikrotvrdosti. Hodnota tvrdosti byla dána do pomeru s tvrdostí namerenou ve stredu vzorku. Zmeny tvrdosti tak souvisí pouze se zmenou chemického složení povrchu. Bylo zjišteno, že vlivem obrábení došlo k zpevnení povrchu u plochého vzorku približne o 30% u válecku až o 50%, zpevnená vrstva je asi 100 ? m široká viz obr. 1. Vlivem žíhání na teplote korozního testu se toto zpevnení odstraní. Z tohoto duvodu lze zmeny mikrotvrdosti aluminidu železa po korozních testech prisoudit chemickým zmenám v povrchu vzorku presneji zmenám obsahu hliníku, který hraje v korozním mechanismu rozhodující roli. V povrchové vrstve tlusté približne 300 ? m dochází ke zpevnení viz obr. 1.
4
METAL 2004
Hradec nad Moravicí
1,5 pred korozní zkouškou žíhaný 1100/1 cirá obal. sklovina 1250/96 cirá obal. sklovina 1350/96
HVi / HVstred
1,4 1,3 1,2 1,1 1 0,9 0,8 0
100
200
300
400
500
600
700
800
Vzdálenost [? m] Obr. 1 Prubehy mikrotvrdosti aluminidu železa pred korozní zkouškou, po žíhání 1100°C/1hod., po statickém korozním testu v ciré obalové sklovine pri teplote 1250°C, 1350°C a dobe vystavení 96 hod Fig. 1 Microhardness distributions of iron aluminide befor corrosion test, after heat treetment 1100°C / 1h., after static corrosion test in pure container glass at temperature 1250°C, 1350°C and time period 96 h. Zpevnení aluminidu železa, jak bylo zjišteno, zpusobuje pokles obsahu hliníku viz. obr. 2, což potvrzuje chemická bodová analýza. Prubehy krivek mikrotvrdosti ukazují, že v hloubce pod 40 ? m ješte pokracuje pokles obsahu Al, který je dále vystrídán vzestupem na puvodní hodnotu, kterou dosáhne približne v hloubce 300 ? m. Z prubehu mikrotvrdosti lze predpokládat, že obsah hliníku neklesne pod 25 at.% a šírka oblasti ochuzené o hliník odpovídá šírce zpevnené oblasti. Naopak po korozní zkoušce v ciré obalové sklovine pri teplote 1350°C a dobe vystavení 96 hod. byl pozorován odlišný prubeh mikrotvrdosti, což potvrzuje výsledky chemické bodové analýzy. Do hloubky približne 50 ? m byl zaznamenán pokles mikrotvrdosti vuci stredu vzorku. I zde lze hledat vysvetlení ve zmene obsahu hliníku v povrchové vrstve aluminidu železa, pohybujeme se však v jiné cásti grafu na obr. 2, než je tomu u korozních testu do teplot 1250°C. Z krivek chemické analýzy a obr. 2 je zrejmé, že smerem od povrchu stoupá obsah hliníku z 21 at.% na témer 25 at.% v hloubce 40 ? m a s tím roste sledovaná tvrdost. Z namerených hodnot tvrdosti ve vzdálenosti nad 40 ? m lze predpokládat další vzestup obsahu hliníku približne na puvodní hodnotu. Pro potvrzení by bylo treba provést chemickou analýzu minimálne do vzdálenosti 300 ? m. 3.2.3 Merení korozních úbytku vážením Merení korozních úbytku probíhalo na vybraných vzorcích vyjmutých z kelímku, ze kterých byla odstranena oklepáním nepravidelne ulpívající tenká vrstva skla. Následovalo vážení vzorku a odectení od hodnoty hmotnosti získané pred korozními testy, výsledky jsou uvedeny v tab. 3. Pri velikosti okujené plochy približne 9 cm2 pocítáme s chybou ? 0,1 mg . cm-2 . Nejméne zkorodoval vzorek aluminidu železa v ciré obalové sklovine pri 1250°C po 48 hodinách. Jeho korozní odolnost je približne 10x vetší, než- li odolnost austenitické oceli. Po prodloužení doby vystavení na 96 hod. se korozní odolnost aluminidu železa snižuje, ale stále má 4x vyšší korozní odolnost než zminovaná ocel. I po zvýšení teploty o 100°C (1350 °C/96 hod.) aluminid železa vykazuje 10x vyšší korozní odolnost oproti oceli. Ve sklovine ambr je korozní odolnost aluminidu železa a srovnávací oceli vysoká a korozní úbytky obou materiálu 5
METAL 2004
Hradec nad Moravicí
HV
cirá obal. sklovina 1350°C/96 hod.
cirá obal. sklovina 1250°C/96 hod.
Obsah Al [%] Obr. 2 Závislost tvrdosti na chemickém složení aluminidu železa – Fe3 Al [8] Fig. 2 Hardness dependence on chemical composition of iron aluminide - Fe3 Al [8] jsou stejné. Nejvíce byl korozne napaden aluminid železa po interakci se sklovinou opál. Úbytek aluminidu železa je približne 3x vyšší než- li ciní u austenitické oceli. Na povrchu aluminidu železa je patrná pevne ulpívající vrstva okují, naopak vzorek z austenitické oceli se jeví velice kompaktne bez vetších známek koroze. Tabulka 3 Korozní úbytky po statický korozních testech Table 3 Corrosion losses after static corrosion testes
sklovina
cirá obalová sklovina opál ambr
teplota [°C]
cas [hod.]
1250 1250 1250 1350 1250 1250
24 48 96 96 24 24
aluminid železa úbytek ? 0,1 [mg . cm-2 ] 0,22 0,21 0,55 1,72 15,00 0,24
CSN 417 255 úbytek ? 0,1 [mg . cm-2 ] 1,78 2,17 10,33 4,48 0,24
3.2.4 Kvantifikace “vlnitosti” povrchu pomocí fraktálové geometrie „Vlnitost“ ci drsnost povrchu pred a po korozním testu byla kvantifikována pomocí klasických nástroju statistiky pro hodnocení drsnosti tzv. strední aritmetickou úchylkou Ra, nejvetší výškou nerovnosti profilu Rm a nove také délkou krivky „zvlneného“ profilu využitím fraktálové geometrie tzv. obvodové metody. Uplatnení této metody, která zjištuje, jak se mení „vlnitost“ vzorku ze stavu pred na stav po interakci se sklovinou, má predevším význam ve spojení s ostatními zde provedenými metodami (napr. vážení korozních úbytku) pro objektivní stanovení korozní odolnosti sledované slitiny. Jestliže se nepatrne mení chemické složení povrchové vrstvy slitiny (a tím i skla), minimální je hmotnostní ztráta vzorku (nízké korozní úbytky) a povrch dosahuje minimální zmeny „vlnitosti“ (Ra, Rm a Do 1000) po korozním testu ve sklovine, lze ríci, že testovaná slitina má vysokou korozní odolnost.
6
METAL 2004
Hradec nad Moravicí
400,00 350,00
plochý vzorek
válecek
300,00 Ra
250,00 200,00 150,00 100,00 50,00
FA -zá k AK l.sta v CFA zá kl. -11 sta 00 AK -24 v -c. Co.s 11 . 00 -24 -c. FA o.s -1 . 25 0AK C- 12-o 12 . 50 k. -12 -o. k. FA -zá k AK l.sta v CFA zá kl. -12 sta 50 v 24 FA c.o -12 .s. 50 AK -96 -c. Co.s 12 . 50 -96 FA -13 c.o.s . AK 50-9 6 C-c. o.s 13 . 50 -96 -c. o.s .
0,00
FA-1250-12-o.k. … aluminid železa-1250°C-12hod.-olovnatý krištál AKC-1250-96-c.o.s. … CSN 417 255-1250°C-96hod.-cirá obalová sklovina Zkouška v ciré obal. sklovine je statická. Zkouška v olovnatém krištálu je dynamická. Obr. 3 Maximální, minimální a prumerné hodnoty (bod) Ra Fig. 3 Maximum, minimum and average values (point) of Ra 1250,00
válecek
1200,00 1150,00 1100,00 1050,00 1000,00 FA -zá k AK l.sta v FA C-zá -11 kl.s t AK 00-2 av 4 C11 -c.o. s 00 -24 . -c. FA o.s -12 . 5 0 AK -12 C12 -o.k. 50 -12 -o. k FA . -zá k AK l.sta v CFA zá kl. -12 sta 50 v 2 FA 4-c .o. -12 s. 5 AK 0-9 6-c C.o. 12 s. 50 -96 FA -13 c.o.s . AK 50-9 6 C13 -c.o. s 50 -96 . -c. o.s .
Obvodová dimenze
plochý vzorek
Obr. 4 Maximální, minimální a prumerné hodnoty (bod) Obvodové dimenze (x 1000) Fig. 4 Maximum, minimum and average values (point) of Compass dimension (x 1000)
7
METAL 2004
Hradec nad Moravicí
Získané hodnoty Ra, Rm a Do 1000 potvrzují vsouladu s predchozími metodami vysokou korozní odolnost aluminidu železa v ciré obalové sklovine a v olovnatém krištálu viz. obr. 3 a 4. Ocekávaný vzestup techto parametru nebyl zaznamenán pri pouhém prodlužování doby vystavení z 24 hod. na 96 hod. (pri zachování ostatních parametru korozního testu) viz. obr. 3 a 4, i když došlo k dvojnásobnému zvýšení korozních úbytku. Zvýšení techto parametru se objevilo až po zvýšení teploty korozního testu. Z toho lze usoudit, že rozhodujícím faktorem pro zmenu „vlnitosti“ povrchu je teplota korozního testu viz. obr. 3 a 4. V rámci srovnání „vlnitosti“ mezi aluminidem železa a ocelí 17 255 bylo zjišteno, že ze všech testovaných podmínek v ciré obal. sklovine i volovnatém krištálu dosahuje aluminid železa nižších hodnot Ra, Rm a Do 1000 nežli ocel 17 255 viz. obr. 3 a 4. Jestliže k temto výsledkum pricteme nižší korozní úbytky, nižší intenzitu zabarvení, vychází jednoznacne lepší korozní odolnost aluminidu železa než srovnávací oceli v ciré obalalové sklovine. 4. ZÁVERY 1. Poprvé byl popsán mechanismus koroze aluminidu železa ve sklovine sodnovápenatého typu. Na základe chemické analýzy povrchové vrstvy aluminidu železa a skla po korozních testech bylo zjišteno, že duležitou roli hraje pri korozi hliník. Hliník má nejvetší afinitu ke kyslíku ze všech kovu obsažených ve slitine, a proto se rozpouští snadneji než železo a chrom. Obsah chromu se po provedených korozních testech nemení a zustává na hodnote, kterou má vzorek pred korozním testem. 2. Metodika použitá pro stanovení korozní odolnosti aluminidu železa zahrnuje merení korozních úbytku, chemickou analýzu povrchu slitiny a skla, merení mikrotvrdosti povrchu slitiny a nove hodnocení profilu povrchu pomocí fraktálové geometrie. Kombinace techto metod se jeví jako vhodná obecná metoda pro stanovení korozní odolnosti. 3. Aluminid železa na bázi Fe3 Al zabarvuje sklovinu po vetšine korozních testu méne intenzivne nežli austenitická ci feritická ocel a slitina NIMONIC 80A. Výjimkou je koroze aluminidu železe ve sklovine opál, kdy sklo je podobne zbarveno jako po stejném korozním testu s ocelí CSN 417 255 (austenitická ocel). 4. Ve všech sklech v blízkosti povrchu vzorku z aluminidu železa po korozních testech byly namereny zvýšené obsahy predevším Al2 O3 a v menším množství také Fe2 O3 . Toto zvýšení lze prisuzovat difusi Al a Fe z povrchu aluminidu železa do skloviny vprubehu korozních testu, která byla prokázána bodovou chemickou analýzou povrchu slitiny viz. bod 1. 5. Aluminid železa má podstatne nižší korozní úbytky po interakci s cirou obalovou sklovinou nežli srovnávací ocel CSN 417 255. Korozní úbytky v ambrové sklovine jsou u obou materiálu shodné. Vyšší korozní úbytky byly namereny u aluminidu železa v porovnání s ocelí CSN 417 255 po korozní zkoušce ve sklovine opál. 6. V ciré obalové sklovine a v olovnatém krištálu dosahuje aluminid železa nižších hodnot výšky nerovnosti profilu (Rm), strední aritmetické úchylky profilu (Ra) v pixelech a obvodové dimenze (Do 1000 ) než srovnávací ocel CSN 417 255, což potvrzují dríve uvedené výsledky viz. bod 3 a 5. 5. PODEKOVÁNÍ Autori dekují Ing. Rolandu Kirschovi, CSc. za odborné rady a pripomínky z oblasti kovu ve sklárství. Dále dekují Grantové agenture Ceské republiky za financování výzkumu, který je soucástí projektu c. 106/02/0687.
8
METAL 2004
Hradec nad Moravicí
6. LITERATURA [1] McKAMEY, C. G., DeVAN, J. H., TORTORELLI, P.F., SIKKA, V. K. A revue of recent developments in Fe3 Al-base alloys, J. Mater. Res., 1991, roc. 6, s. 1779-1805 [2] UXA, V. Nové žáruvzdorné slitinové materiály ve sklárském prumyslu, Sklár a keramik 1956, roc.6, s. 225-228 [3] KIRSCH, R. a kol. Kovy ve sklárství, INFORMATORIUM Praha, 1992 [4] POSPÍŠIL, R. Antikorozní a žáruvzdorné oceli, SNTL PRAHA, 1956, s. 64-125 [5] KOCÍK, J., NEBRENSKÝ, J., FANDERLINK, I. Barvení skla, SNTL Praha, 1978 [6] LEE, D.B., KIM, G.Y., KIM, G.J. The oxidation of Fe3 Al-(0, 2, 4, 6%)Cr alloys at 1000°C, Mat. Sci. Eng., 2003, A339, s. 109-114 [7] TORTORELLI, P.F., DeVAN, J.H. Compositional influences on the high-temperature corrosion resistance of iron aluminides, in Processing, properties, and applications of iron aluminides, ed. SCHNEIBEL, J.H., CRIMP, M.A., TMS, 1994, s. 257-270 [8] IKEDA, O., OHNUMA, I., KAINUMA, R., ISHIDA, K. Phase equilibria and stability of ordered BCC phases in the Fe-rich portion of the Fe-Al system, Intermetallics, 2001, roc.9, s. 755 – 761
9
