The Role of Active Elements in the Oxidation Behaviour of High Temperature Metals and Alloys

فلزات و آلیاژها برای کاربردشان در دمای بالا بر تشکیل و نگهداری فلس‌های اکسیدی تکیه می‌کنند که به عنوان مانعی بین بستر فلزی و گونه‌های فعال در محیط مانند 0، S، N، C، Cl عمل می‌کنند. این مفهوم حفاظتی مستلزم آن است که اکسید به آرامی رشد کند، یک لایه متراکم و یکنواخت ایجاد کند، به خوبی چسبیده باشد، شکل پذیری کافی برای سازگاری با تغییر شکل پلاستیک زیرلایه داشته باشد و در برابر چرخه حرارتی مقاوم باشد. سال‌هاست که مشخص شده است که غلظت‌های کوچک برخی از «عناصر فعال» مانند Y و خاک‌های کمیاب، و همچنین کربن و گوگرد، می‌توانند تأثیر قابل‌توجهی بر اکسیداسیون داشته باشند! رفتار خوردگی فلزات و آلیاژهای با دمای بالا اخیراً تعداد فزاینده ای از مطالعات تجربی در مورد این موضوع منتشر شده است. با این حال، هیچ درک عمومی پذیرفته‌شده‌ای با توجه به مکانیسم‌های دقیق و نحوه تعامل ترکیب آلیاژ و ساختار، دما و شرایط محیطی و غیره به دست نیامده است، اگرچه بسیاری از نظریه‌ها و ایده‌ها - اغلب بحث برانگیز - ارائه شده‌اند. بنابراین به نظر می رسد زمان مناسبی برای گرد هم آوردن گروهی از کارشناسان برای بررسی و ارزیابی وضعیت فعلی و بحث در مورد جنبه های مختلف این موضوع مهم باشد.

Metals and alloys rely for their application at high temperature on the formation and retention of oxide scales, which act as a barrier between the metallic substrate and the reactive species in the environment such as 0, S, N, C, Cl, etc. This protection concept requires that the oxide grows slowly, develops a dense, uniform layer, is well adherent, has sufficient ductility to accom­ modate plastic deformation of the substrate and is resistant to thermal cycling. For many years it has been known that small concentrations of certain "active elements" such as Y and the rare earths, as well as carbon and sulphur, can exercise a significant influence upon the oxidation! corrosion behaviour of high temperature metals and alloys. An increasing number of experimental studies on this topic have been published recently. However no generally accepted understanding with regard to the detailed mechanisms and the way in which alloy composition and structure, temperature and environmental conditions, etc., are interacting has yet been achieved, although many - often controversial - theories and ideas have been presented. It therefore seemed to be an appropriate time to bring together a group of experts to review and evaluate the current state-of-the-art and to discuss various aspects of this important topic.