, Hradec nad Moravicí

Podobné dokumenty
KOROZNÍ ODOLNOST ALUMINIDU ŽELEZA NA BÁZI Fe 3 Al V OLOVNATÉM KŘIŠŤÁLU

KOROZNÍ ODOLNOST ALUMINIDŮ ŽELEZA NA BÁZI Fe 3 Al V SODNOVÁPENATÉ SKLOVINĚ PŘI TEPLOTĚ 1200 C

Adam Hotar a Petr Kratochvíl b.

ZKOUŠENÍ KOROZNÍ ODOLNOSTI PLAZMOVĚ NANÁŠENÝCH NITRIDICKÝCH VRSTEV NA OCELÍCH CORROSION RESISTANCE TESTING OF PLASMA NITRIDATION LAYERS ON STEELS

VYSOKOTEPLOTNÍ CREEPOVÉ VLASTNOSTI SLITINY Fe31Al3Cr S PŘÍSADOU Zr. HIGH TEMPERATURE CREEP PROPERTIES Fe31Al3Cr ALLOY WITH Zr ADITIVE

DUPLEXNÍ POVLAKOVÁNÍ PM NÁSTROJOVÉ OCELI LEGOVANÉ NIOBEM DUPLEX COATING OF THE NIOBIUM-ALLOYED PM TOOL STEEL

STANOVENÍ CREEPOVÝCH VLASTNOSTÍ ALUMINIDU ŽELEZA SE ZRETELEM NA JEJICH UŽITÍ JAKO KONSTRUKCNÍHO MATERIÁLU

VLIV KOROZNÍHO PŮSOBENÍ OCELÍ S VYSOKÝM OBSAHEM MANGANU A CHROMU NA ŽÁRUVZDORNOU KERAMIKU. Libor BRAVANSKÝ, Kateřina KADLÍKOVÁ

DETERMINATION OF MECHANICAL AND ELASTO-PLASTIC PROPERTIES OF MATERIALS BY NANOINDENTATION METHODS

OXIDAČNÍ ODOLNOST A TEPELNÁ STABILITA SLITIN Ti-Al-Si VYROBENÝCH REAKTIVNÍ SINTRACÍ

HODNOCENÍ MIKROSTRUKTURY A VLASTNOSTÍ ODLITKŮ ZE SLITINY AZ91HP EVALUATION OF MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF SAND CAST AZ91HP MAGNESIUM ALLOY

Sklo chemické složení, vlastnosti, druhy skel a jejich použití

MATERIÁLOVÁ PROBLEMATIKA SPALOVEN S VYŠŠÍMI PARAMETRY PÁRY

VÝZKUM MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ A STRUKTURNÍ STABILITY SUPERSLITINY NA BÁZI NIKLU DAMERON. Karel Hrbáček a

, Hradec nad Moravicí POLYKOMPONENTNÍ SLITINY HOŘČÍKU MODIFIKOVANÉ SODÍKEM

SYSTÉM HODNOCENÍ VLNITOSTI PLOCHÉHO SKLA VYVINUTÝ V PROSTŘEDÍ MATLAB R 14

SLEDOVÁNÍ AKTIVITY KYSLÍKU PŘI VÝROBĚ LITINY S KULIČKOVÝM GRAFITEM

CREEP INTERMETALICKÉ SLITINY TiAl PRI VELMI MALÝCH RYCHLOSTECH DEFORMACE. CREEP OF INTERMETALLIC ALLOY TiAl AT VERY LOW STRAIN RATES

HODNOCENÍ POVRCHOVÝCH ZMEN MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ PO ELEKTROCHEMICKÝCH ZKOUŠKÁCH. Klára Jacková, Ivo Štepánek

VYSOKOTEPLOTNÍ OXIDACE SLITIN TI-SI. T. Kubatík, D. Vojtěch, J. Šerák, B. Bártová, J. Verner

PREPARING OF AL AND SI SURFACE LAYERS ON BEARING STEEL

ANTICORROSIVE RESISTANCE OF WATER DILUTES SINGLE-LAYER ANTICORROSIVE ENAMELS KOROZNÍ ODOLNOST JEDNOVRSTVÝCH VODOUŘEDITENÝCH NÁTĚROVÝCH HMOT

Katedra materiálu.

SMĚROVÁ KRYSTALIZACE EUTEKTIK SYSTÉMU Ti-Al-Si DIRECTIONAL CRYSTALLIZATION OF Ti-Al-Si EUTECTICS

Co je to korozivzdorná ocel? Fe Cr > 10,5% C < 1,2%

ALUMINIDY ŽELEZA, PYROFERAL JAKO VYSOKOTEPLOTNÍ KONSTRUKČNÍ MATERIÁL. David Pospíšil, Petr Kratochvíl a Milan Hanzal b

VŠB Technical University of Ostrava, Faculty of Mechanical engineering, 17. Listopadu 15, Ostrava Poruba, Czech Republic

VLIV UHLÍKU (0,1-1,9 at.%) NA STRUKTURU SLITINY Fe- 40at.% Al. THE EFFECT OF CARBON ( at.%) ON THE STRUCTURE OF Fe- 40at.

CREEP AUSTENITICKÉ LITINY S KULIČKOVÝM GRAFITEM CREEP OF AUSTENITIC DUCTILE CAST IRON

ELEKTROCHEMIE NA SYSTÉMECH S TENKÝMI VRSTVAMI ELECTRO-CHEMICAL ANALYSIS ON SYSTEMS THIN FILM SUBSTRATE

NOVÉ POZNATKY O STRUKTUŘE TVÁŘENÉ SLITINY AlSi12CuMgNi (AA 4032) Katedra náuky o materiáloch, Slovenská republika

KOROZNÍ CHOVÁNÍ Mg SLITIN V PROVZDUŠNĚNÉM FYZIOLOGICKÉM ROZTOKU

VLIV ZMĚNY DRSNOSTI POVRCHU NA PŘILNAVOST ORGANICKÝCH POVLAKŮ INFLUENCE OF THE CHANGE OF THE SURFACE ROUGHNESS ON ADHESION OF ORGANIC COATINGS

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ NIKLOVÝCH SUPERSLITIN HEAT TREATMENT OF HIGH-TEMPERATURE NICKEL ALLOYS. Božena Podhorná a Jiří Kudrman a Karel Hrbáček b

NEREZOVÁ OCEL PRAKTICKÁ PŘÍRUČKA

1 PŘÍDAVNÝ MATERIÁL PRO PLAMENNÉ SVAŘOVÁNÍ

VLIV TECHNOLOGIE ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ NA VLASTNOSTI ŽÁROVĚ ZINKOVANÝCH OCELÍ

PLASTICKÉ VLASTNOSTI VYSOKOPEVNOSTNÍCH MATERIÁLŮ DĚLENÝCH NESTANDARDNÍMI TECHNOLOGIEMI

THE IMPACT OF PROCESSING STEEL GRADE ON CORROSIVE DEGRADATION VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ OCELI NA KOROZNÍ DEGRADACI

ASTM A694 F60 - TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI ASTM A694 F60 HEAT TREATMENT AND MECHANICAL PROPERTIES

MECHANICKÉ VLASTNOSTI A STRUKTURNÍ STABILITA LITÝCH NIKLOVÝCH SLITIN PO DLOUHODOBÉM ÚČINKU TEPLOTY

KOROZE A TECHNOLOGIE POVRCHOVÝCH ÚPRAV

SLITINY ŽELEZA NA VÝFUKOVÁ POTRUBÍ SPALOVACÍCH MOTORŮ FERROUS ALLOYS FOR EXHAUST PIPELINE OF COMBUSTION ENGINES

VLASTNOSTI NiCrW SLITIN BĚHEM DLOUHODOBÉHO ŽÍHÁNÍ. PROPERTIES OF NiCrW ALLOYS DURING LONG-RUN HIGH- TEMPERATURE ANNEALING

POVRCHOVÉ VYTVRZENÍ PM NÁSTROJOVÉ OCELI LEGOVANÉ NIOBEM PLAZMOVOU NITRIDACÍ SURFACE HARDENING OF NIOBIUM-CONTAINING PM TOOL STEEL BY PLASMA NITRIDING

HODNOCENÍ HLOUBKOVÝCH PROFILŮ MECHANICKÉHO CHOVÁNÍ POLYMERNÍCH MATERIÁLŮ POMOCÍ NANOINDENTACE

2. Materiály a jejich charakteristiky Austenitické, duplexní, feritické, martenzitické a precipitačně vytvrzené oceli. Značení, vlastnosti a použití.

Rozdělení ocelí podle použití. Konstrukční, nástrojové

Moření vysocelegovaných ocelí

Provozní korozní zkoušky ohybù austenitických ocelí pro nadkritické uhelné kotle

NEKONVENČNÍ VLASTNOSTI OCELI 15NiCuMoNb5 (WB 36) UNCONVENTIONAL PROPERTIES OF 15NiCuMoNb (WB 36) GRADE STEEL. Ladislav Kander Karel Matocha

Vliv olejů po termické depolymerizaci na kovové konstrukční materiály

SEZNAM PŘÍLOH 11. SEZNAM PŘÍLOH

Hodnocení korozí odolnosti systémů tenká vrstva substrát v prostředí kompresorů

Materiálové laboratoře Chomutov s.r.o. Zkušební laboratoř MTL Luční 4624, Chomutov

Wear with respect to load and to abrasive sand under Dry Sand/Steel Wheel abrasion condition

Sborník vědeckých prací Vysoké školy báňské - Technické univerzity Ostrava číslo 2, rok 2009, ročník IX, řada stavební článek č. 19.

Kroková hodnocení kombinovaného namáhání systémů s tenkými vrstvami. Roman Reindl, Ivo Štěpánek, Radek Poskočil, Jiří Hána

CHANGING OF MECHANICAL PROPERTIES AND BEHAVIOUR OF SURFACES OF BIOCOMPATIBLE SYSTEMS THIN FILM - SUBSTRATE AFTER ELECTROCHEMICAL CORROSION

MOŽNOSTI VYUŽITÍ MIKROLEGOVANÝCH OCELÍ. Tomáš Schellong Kamil Pětroš Václav Foldyna. JINPO PLUS a.s., Křišťanova 2, Ostrava, ČR

MECHANICKÉ A NĚKTERÉ DALŠÍ CHARAKTERISTIKY PLECHŮ Z OCELI ATMOFIX B (15127, S355W) VE STAVU NORMALIZAČNĚ VÁLCOVANÉM

MIKROSTRUKTURNÍ VLASTNOSTI V DIFUZNÍCH SPOJÍCH Ni 3 Al-Ni A NiAl-Ni. Barabaszová K., Losertová M., Kristková M., Drápala J. a

J. Kubíček FSI Brno 2018

SIMULAČNÍ VÝPOČTY TUHNUTÍ ODLITKŮ ZE SLITINY ZnAl4 V OCELOVÉ FORMĚ

BIOLOGICKÉ LOUŽENÍ KAMÍNKU Z VÝROBY OLOVA

CHOVÁNÍ ALUMINIDU ŽELEZA V KAPALNÝCH PROSTREDÍCH BEHAVIOUR OF IRON ALUMINIDES IN LIQUID ENVIRONMENTS

POROVNÁNÍ ODOLNOSTI SVAROVÝCH SPOJU POTRUBÍ Z OCELÍ TYPU CrNiMo PROTI BODOVÉ KOROZI

MOŽNOSTI TVÁŘENÍ MONOKRYSTALŮ VYSOKOTAVITELNÝCH KOVŮ V OCHRANNÉM OBALU FORMING OF SINGLE CRYSTALS REFRACTORY METALS IN THE PROTECTIVE COVER

SVÚM a.s. Zkušební laboratoř vlastností materiálů Tovární 2053, Čelákovice

Materiálové laboratoře Chomutov s.r.o. Zkušební laboratoř MTL Luční 4624, Chomutov

Měření a hodnocení rychlosti koroze při procesu úpravy vody

VLIV OBSAHU NIKLU NA VLASTNOSTI LKG PO FERITIZAČNÍM ŽÍHÁNÍ EFFECT OF THE CONTENT OF NICKEL ON DI PROPERTIES AFTER FERRITIZATION ANNEALING

Vlastnosti a struktura oxidických vrstev na slitinách titanu

IMPROVED PROPERTIES DIE CASTING APPLICATIONS

Identifikace zkušebního postupu/metody PP (ČSN ISO 9556, ČSN ISO 4935) PP (ČSN EN , ČSN )

LICÍ PÁNVE V OCELÁRNĚ ARCELORMITTAL OSTRAVA POUŽITÍ NOVÉ IZOLAČNÍ VRSTVY

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ KONSTRUKČNÍCH OCELÍ SVOČ Jana Martínková, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, Plzeň Česká republika

Problematika snímání skla a kvalifikace povrchové struktury

ŽÁRUPEVNOST ZÁKLADNÍHO MATERIÁLU A SVAROVÝCH SPOJŮ OCELI P23 CREEP RESISTANCE OF STEEL P23 AND WELDMENTS

Úvod do koroze. (kapitola, která bude společná všem korozním laboratorním pracím a kterou studenti musí znát bez ohledu na to, jakou práci dělají)

PODSTATA VYSOKOTEPLOTNÍ STABILITY Ni-Cr-W-C SLITIN. THE NATURE OF HIGH-TEMPERATURE HEAT RESISTANCE OF Ni-Cr-W-C ALLYS

NĚKTERÉ POZNATKY O ŽÁRUPEVNÝCH VLASTNOSTECH INTERMETALICKÉ SLITINY TYPU Fe28Al3Cr0,02Ce.

DEGRADACE STRUTURY A MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SLITINY LVN13 DLOUHODOBÝM ÚČINKEM TEPLOTY

STATISTICKÉ PARAMETRY OCELÍ POUŽÍVANÝCH NA STAVBU OCELOVÝCH KONSTRUKCÍ

Korozivzdorná ocel: uplatnění v oblasti spojovacího materiálu

Sklářské a bižuterní materiály 2005/06

Strukturní charakteristiky hořčíkové slitiny AZ91. Structure of Magnesium Alloy AZ91.

TESTOVÁNÍ VLIVU INDIKAČNÍCH KAPALIN NA KŘEHKOLOMOVÉ VLASTNOSTI SKLOVITÝCH SMALTOVÝCH POVLAKŮ

PŘÍSPĚVEK K POVRCHOVÉ ÚPRAVĚ SKLOVITÝM SMALTOVÝM POVLAKEM CONTRIBUTION TO SURFACE ARRANGEMENT WITH VITREOUS ENAMEL COAT

NĚKTERÉ ZKUŠENOSTI S MODIFIKACÍ SLITIN Mg. SOME OF OUR EXPERIENCE OF MODIFYING THE Mg ALLOYS. Luděk Ptáček, Ladislav Zemčík

ACOUSTIC EMISSION SIGNAL USED FOR EVALUATION OF FAILURES FROM SCRATCH INDENTATION

Návrhy bakalářských prací pro akademický rok 2019/2020

TEORIE SLÉVÁNÍ. Autoři přednášky: prof. Ing. Iva NOVÁ, CSc. Ing. Jiří MACHUTA, Ph.D. Pracoviště: TUL FS, Katedra strojírenské technologie

Jitka Malcharcziková a Zdeněk Jedlička a Miroslav Kursa a

OPTIMALIZACE REŽIMU TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ PRO ZVÝŠENÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SLITINY ALSI9Cu2Mg

DESIGN HALOGENOVÝCH VÝBOJEK

Cerablast - tryskací prostředky ze skla, keramiky a korundu -

HODNOCENÍ VRSTEV PATIN NA KONSTRUKCÍCH Z PATINUJÍCÍCH OCELÍ

Materiálové vlastnosti Al přírodní Nosný profil je vyroben z hliníku vytlačováním. Vložka EPDM pružně vyplňuje dilatační spáru.

Transkript:

KOROZNÍ ÚČINEK SKLOVINY NA SLITINY NA BÁZI Fe 3 Al THE CORROSION EFFECT OF MOLTEN GLASS TO Fe 3 Al BASED ALLOYS Adam Hotař a a katedra materiálu, TU v Liberci, Hálkova 6, 461 17 Liberec, adam.hotar@tul.cz Abstrakt Byla zkoumána korozní odolnost aluminidů železa v tavenině skla. Testován byl aluminid železa legovaný cérem a byl srovnán s ocelemi 17 153 a 17 255. Korozní odolnost slitin byla stanovena měřením korozních úbytků, chemickou analýzou exponovaného povrchu, sledováním změn vlnitosti (drsnosti) a struktury. Zbarvení skloviny je interpretováno na základě posouzení vlivu interakce se sledovanými materiály. Abstract Corrosion resistance of iron aluminides was investigated in molten glass. Iron aluminide with cerium additive and comparative steels (17 153 - AISI 446 and 17 255 - AISI 314) were tested and comparated. The corrosion resistance was determined by measurement of weight gains, chemical analysis of surface layer, change of roughness and microstructure. The tinting of molten glass is interpreted using the effect of interaction with investigated materials. 1. ÚVOD Aluminidy železa na bázi Fe 3 Al se jeví jako perspektivní konstrukční materiály pro aplikace za vysokých teplot [1]. Vynikají nízkou materiálovou cenou (v porovnání s korozivzdornými a žáruvzdornými ocelemi), nízkou měrnou hmotností a korozní odolností především v oxidačním a sulfidačním prostředí. Tyto přednosti umožňují užití aluminidů železa jako konstrukčních prvků ve sklářství. Již v 50. letech 20. století byla v České republice slitina na bázi FeAl (Fe40Al1C) testována v korozních podmínkách skloviny i v pecních atmosférách [2]. Výsledky korozní odolnosti byly velmi dobré, ale pro nízkou tažnost při pokojové teplotě a špatné zpracovatelnosti byl materiál používán jen v litém stavu. Navíc velký obsah C neumožňoval jeho použití v kontaktu se sklovinou. To neplatí pro aluminid železa typu (Fe 3 Al), který je možno termomechanicky zpracovávat. Na kovy a slitiny pracující v kontaktu se sklovinou jsou kladeny specifické požadavky. Kovové materiály musí vykazovat vysokou korozní odolnost za vysokých teplot (až 1200 C), minimální zbarvení skloviny, minimální tvorbu bublin ve sklovině a dostatečné mechanické vlastnosti při vysokých teplotách [3]. Rozpouštění kovů ve sklovině má většinou charakter oxidace [3]. Oxidace ve sklovině se liší od oxidace v plynném prostředí tím, že se netvoří povrchová ochranná vrstva. Vytvořené oxidy se okamžitě rozpouštějí v okolní sklovině a jsou odnášeny difusí a prouděním. Může se však v blízkosti kovové součásti vytvořit oblast nasycená korozními produkty, která snižuje účinek difuse a proudění skloviny např. při vyšší viskozitě skloviny. 2. EXPERIMENT Korozní zkoušky byly pro srovnání provedeny na vzorcích z aluminidů železa, oceli 17 255 a oceli 17 153 (tab. 1). Vzorky z aluminidu železa byly vyrobeny z plechu t=13 mm válcovaného s mezioperačními ohřevy při teplotě 1200 C z kokily o průřezu 100x35 mm. Z plechu pak byly vyrobeny válečky (φ 12x18 mm). 1

Tabulka 1 Chemické složení vzorků Table 1 Chemical composition of the material Chemické složení Materiál [hm.%] Al C Ce Cr Mn Ni P S Si Fe16Al3Cr0,06Ce 16,13 0,04 0,06 2,85 0,46 - - - - ČSN 417 255 (AISI 314) - 0,25-23,00 1,50 18,00 0,045 0,03 2,00 ČSN 417 153 (AISI 446) 27,00-0,15-23,00 27,00 20,00 1,00 2,00 0,045 0,04 1,30 Obr.1 Struktura Fe16Al3Cr0,06Ce po válcování Fig. 1 Structure of Fe16Al3Cr0,06Ce after rolling Obr. 2 Struktura Fe16Al3Cr0,06Ce po korozním testu ve sklovině při teplotě 1350 C/96 h. Fig. 2 Structure of Fe16Al3Cr0,06Ce after corrosion test in molten glass at 1350 C/96 h. 2

Struktura aluminidu železa po válcování je na obr.1. Tvar zrn před korozní zkouškou je dán válcováním, zrna jsou výrazně zploštělá - krátký rozměr kolmo k povrchu plechu (obr. 1). Naopak v průběhu korozních testů dochází k rekrystalizaci (obr. 2), zrna jsou rovnoosá. Vzorky byly vloženy do korundových kelímků a obsypány střepy skla. Kelímky byly následovně zahřáty na požadovanou teplotu v peci. Korozní podmínky, které se liší teplotou a dobou vystavení, jsou shrnuty v tab. 2. V porovnání se skutečnými podmínkami byly korozní testy provedeny při vyšších teplotách než provozních, aby se kompenzovala kratší doba testů. Složení použité skloviny je v tabulce 3. Tabulka 2 Přehled provedených korozních testů ve sklovině (teplota, doba vystavení a charakteristika zbarvení skla) Table 2 The summary of tinting during corrosion tests in molten glass (temperature, time of interaction) Teplota [ o C] Čas [h] Fe16Al3Cr0,06Ce ČSN 417 153 ČSN 417 255 24 1250 48 96 48 1350 96 168 3

Tabulka 3 Změna chemického složení sodnovápenatého skla (čirá obalová sklovina) vlivem interakce s aluminidem železa při 1250 C/24hod. (v blízkosti povrchu vzorku) uvedená hodnota vychází z 3 měření Table 3 Change of chemical composition of soda-potash glass (container flint) by interaction with iron aluminides at 1250 C/24 h (near surface of specimen) the values correspond to 3 measurements Čirá obalová sklovina [hm.%] SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O Na 2 O SO 3 Před korozním testem 74,03 1,67 0,05 10,08 0,54 0,62 12,68 0,13 Po korozním testu 47,9 34,9 1,0 0,9 0,3 1,1 13,7 - Aluminid železa zbarvuje sklovinu do teploty 1350 C a doby vystavení 96 hod. méně intenzivně než srovnávací oceli (tab. 2). Zbarvení skloviny po interakci s aluminidem železa je způsobeno rozpouštěním Al 2 O 3 a Fe 2 O 3 (tab. 3). Do skloviny se z ocelí dostává především Cr 2 O 3, které sklovinu zbarvuje již v malém množství do tmavozelené. Při teplotě 1350 C a době vystavení 168 hod. je sklovina značně barevně znehodnocena po interakci jakéhokoliv materiálu. Korozní odolnost byla stanovena v prvé řadě měřením korozní úbytků. Aluminidy železa vykazují výrazně lepších výsledků než srovnávací oceli (tab. 4). Nejvýraznějšího rozdílu bylo naměřeno po korozním testu při teplotě 1250 C a době vystavení 48 hod., kdy korozní odolnost aluminidu železa je přibližně 10x vyšší, 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 zmiňovaná ocel. I po zvýšení teploty na 1350 C (stejná doba vystavení - 96 hod.) aluminid železa má výrazně vyšší (pětinásobně) korozní odolnost než austenitická a feritická oceli. Tabulka 4 Korozní úbytky vzorků stanovené vážením, korozní test v čiré obalové sklovině při teplotě 1350 C a 1250 C Table 4 Weight loss after corrosion test in soda potash molten glass at 1350 C and 1250 C Teplota [ C] 1250 1350 Čas [hod.] Fe16Al3Cr0,06Ce [mg/cm 2 ] ČSN 417 153 [mg/cm 2 ] ČSN 417 255 [mg/cm 2 ] 24 2,21 X X 48 2,09 17,82 X 96 5,47 21,68 X 48 10,62 X X 96 18,84 103,3 97,1 4

Vlnitost (drsnost) povrchu vzorků se také mění vlivem interakce se sklovinou (obr. 3). Drsnost byla kvantifikována pomocí obvodové metody (využívá fraktálovou geometrii) a také statistickými nástroji viz. obr. 4. Nejprve byl nasnímán profil povrchu pomocí digitální kamery (obr.3). Z fotografie byla vygenerována pomocí softwaru linie rozhraní mezi vzorkem a okolím. Na této křivce byly stanoveny všechny parametry (obr.4). Obvodová dimenze (vynásobená 1000, D C 1000, další detaily v [5]) popisuje jedním číslem stupeň složitost rozhraní mezi vzorkem a okolím. Pro kvantifikaci křivek byla také použita směrodatná odchylka (STD) a maximální nerovnost profilu (R), všechny parametry jsou uvedeny na obr.4 [6]. Před korozním testem Po korozním testu Obr.3 Změna drsnosti aluminidu žleza před a po korozním testu 1350 C/96 hod. Fig.3 Roughness change of iron aluminide before corrosion test and after corrosion test at 1350 C/96 h. 5

Základní materiál 1350 C, 48 hod. 1350 C, 96 hod. okolí ČSN 417 153 slitina D C 1000 =1024 STD=0,9 R=5,9 D C 1000 =1091 STD=2,3 R=12,1 D C 1000 =1059 STD=1,4 R=6,8 Fe16Al3Cr0,06Ce D C 1000 =1026 STD=1,4 R=6,7 D C 1000 =1104 STD=2,4 R=11,3 D C 1000 =1116 STD=3,6 R=17,7 Obr.4 Rozhraní mezi slitinou a sklem před a po korozních testech, obvodová dimenze (průměr, D C 1000 ), směrodatná odchylka (průměr, STD) a průměr maximální nerovnosti profilu (R) Fig.4 Interface between alloy and glass before and after corrosion tests, the compass dimension (average, D C 1000 ), standard deviation (average, STD) and average maximum roughness all the curves (R) are included Poměrný obsah Al, Fe a Cr v povrchové vrstvě vzorků byl sledován bodovou mikroanalýzou WDA. V závislosti na vzdálenosti od povrchu dochází k poměrným změnám obsahů prvků (obr. 5). Změny se byly sledovány do hloubky 80 µm. Vzestup obsahu Al a O byl naměřen do hloubky 20 µm. Naopak obsah chromu se výrazně nemění. 6

80 70 c (at. %) 60 50 40 30 20 10 Al Cr Fe O Al-before test Cr-before test Fe-before test 0 0 20 40 60 80 d (µm) Obr. 5 Poměrná koncentrace Fe, Al, Cr a O v závislosti na vzdálenosti od povrchu Fig. 5 Relative contents of Fe, Al, Cr and O versus distance from the surface (zero) 3. DISKUZE Korozní mechanismus ve sklovině sodnovápenatého typu byl popsán na základě chemické analýzy skla a změn chemického složení povrchové vrstvy aluminidu železa. Bylo zjištěno, že hliník se rozpouští ve sklovině nejrychleji ze všech prvků obsažených ve slitině (železo, chrom) viz. obr. 5, tab. 3. To je dáno největší afinitou hliníku ke kyslíku. Rozpuštěný hliník ve sklovině silně redukuje SiO 2 za vzniku Al 2 O 3. Takto vzniklý oxid hlinitý obohacuje okolí rozhraní mezi sklovinou a slitinou. Vrstva Al 2 O 3 o tloušťce 10 µm byla zjištěna pod povrchem aluminidu železa (obr. 5). Al 2 O 3 ve sklovině (v blízkosti povrchu vzorku) vytváří vrstvu, která plynule přechází do základní skloviny. Tloušťka této vrstvy záleží především na teplotě a proudění. Rozpuštěný Al 2 O 3 zvyšuje u povrchu vzorku viskozitu a tím v porovnání s jinými oxidy zpomaluje korozi. Korozní odolnost aluminidu železa a srovnávacích ocelí byla určována zbarvením skla, hmotnostními úbytky a kvantifikací drsnosti povrchu. Aluminid železe sklovinu barví méně něž oceli (sklo je průhledné). Sklo po interakci s ocelemi je tmavě zelené až černé barvy a neprůsvitné. Také korozní úbytky aluminidu železa jsou výrazně nižší než u srovnávacích ocelí. Naopak vlnitost aluminidu železa je mírně horší než u oceli. Z toho plyne, že aluminid železa se rozpouští nerovnoměrně, ale podstatně pomaleji než oceli. Tyto výsledky ukazují, že testovaný aluminid železa je ve sklovině sodnovápenatého typu korozně odolnější než srovnávací oceli. Proto aluminid železa by mohl nahradit žárovzdorné oceli pro aplikace do 1200 C ve sklovině sodnovápenatého typu. Lze je použít pro výrobu plunžrů, částí pro dávkování (naběračů), pro mechanickou homogenizaci skloviny atd. 7

4. ZÁVĚRY Aluminid železa vykazuje za sledovaných podmínek podstatně méně intenzivní zabarvení testované skloviny nežli oceli 17 153 a 17 255. Aluminid železa se rozpouští ve sklovině sodnovápenatého typu méně rovnoměrně, ale výrazně pomaleji než srovnávací oceli. Testy ukazují, že korozní odolnost aluminidu železa v testované sodnovápenaté sklovině, která činí 60% světově vyrobené skloviny, je lepší než srovnávacích ocelí. Předpokládá se, že aluminid železa by mohl nahradit drahé žáruvzdorné oceli používané do 1200 C především v čiré obalové sklovině. 5. PODĚKOVÁNÍ Autor děkuje prof. RNDr. Petru Kratochvílovi, DrSc. za odborné rady z oblasti aluminidů železa a Ing. Vlastimilu Hotařovi, Ph.D. za provedení fraktálové analýzy rozhraní. Dále děkuje Ing. Rolandu Kirschovi, CSc. ( ) za odborné rady a připomínky z oblasti kovů ve sklářství. Za financování výzkumu autor děkuje Grantové agentuře České republiky, která financuje výzkum v rámci projektu č. 106/05/P167. 6. LITERATURA [1] McKAMEY, C. G., DeVAN, J. H., TORTORELLI, P.F., SIKKA, V. K. A revue of recent developments in Fe 3 Al-base alloys, J. Mater. Res., 1991, roč. 6, s. 1779-1805 [2] UXA, V. Nové žáruvzdorné slitinové materiály ve sklářském průmyslu, Sklář a keramik 1956, roč.6, s. 225-228 [3] KIRSCH, R. a kol. Kovy ve sklářství, INFORMATORIUM Praha, 1992 [4] XINQUAN Y., YANGSHAN S. The oxidation improvement of Fe 3 Al based alloy with cerium addition at temperature above 1000 C, Mater. Sci. Eng. A363, roč. 2003, s. 30-39 [5] MANDELBROT B.B. The fractal geometry of nature, FREEMAN WH AND CO. New York, 1982 [6] HOTAŘ, V. NOVOTNÝ, F. Surface Profile Evaluation by Fractal Dimension and Statistic Tools. In sborník konference International Conference on Fracture. Turin : CCI Centro Congressi Internazionale s.r.l, 2005, s. 58 8