ISSN:
0947-5117
Keywords:
Chemistry
;
Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Metallographic investigations into the structure of the scale after oxidation of iron between 700 and 900°C in CO/Co2 mixtures with minor additions of COS, H2S or SO2The results of metallographic investigations are in agreement with kinetic measurements published recently (Werkstoffe u. Korrosion 21 [1970] 925) and with analytical investigations of the scale. When because of the CO/CO2 ratio only a reaction with the sulfur compound is possible, pure sulfide layers are formed in gases containing COS and H. S. When, however, in addition to the reaction with the sulfur compound. A reaction with CO2 is feasible, an inti-mate mixture of FeO and FeS is formed according to a linear scaling law. When the scale is high in oxide, the FeS particles are embedded in linear shape in a FeO matrix. When the scale has medium contents of oxides and sulfides a perlitic structure is formed consisting of FeO and FeS lamellae in parallel arrangement, the location changing from one grain to the other. With the transition to a parabolic law, i.e. with the transition to rate controlling diffusion of iron ions and electrons through the scale layer, only thermodynamically stable FeS is formed.Under certain conditions needles, predominantly of pure FeS, grow out from the compact scale layer. These needles have diameters between 5 and 20 lm, and may attain lengths up to 600 pn. With the transition to the parabolic law they probably grow in thickness and finally form a coherent FeS layer.In CO/CO2 mixtures containing SO2 essentially the same structures are formed, in this context it must be noted, that SO2 may supply not only sulfur but also oxygen. This is why such FeO/FeS lamellae are formed in such gas mixtures where CO2, cannot supply oxygen. Higher SO2 and CO2, contents in the gas the FeO/FeS lamellae “degenerate” form a coarser mixture of sulfide and oxide.
Notes:
Die Ergebnisse der metallographischen Untersuchungen stehen im Einklang mit den kürzlich veröffentlichten (Werkstoffe und Korrosion 21 [1970] 925) kinetischen Messungen und analytischen Untersuchungen des Zunders. Ist aufgrund des CO/C02-Verhältnisses nur eine Reaktion mit der Schwefelverbindung möglich, so entstehen in COS- und H2 Säurehaltigen Gasen reine Sulfidschichten. Ist dagegen neben der Reaktion mit der Schwefelverbindung auch eine Reaktion mit CO2 möglich, so entsteht bei linearem zeitlichem Verlauf der Verzunderung ein eigenes Gemenge von FeO und FeS. Bei hohem Oxidgehalt des Zunders ist FeS zeilenförmig in eine FeO-Matrix eingelagert. Mit mittleren Oxid- und Sulfidgehalten des Zunders entsteht eine perlitartige Struktur von parallel angeordneten FeO- und FeS- Lamellen, deren Lage sich von Korn zu Korn ändert. Mit dem Übergang zu geschwindigkeitsbestimmender Diffusion von Eisenionen und Elektronen durch die Zunderschicht, wird nur noch das thermodynamisch stabile FeS gebildet.Unter bestimmten Bedingungen wachsen aus der kompakten Zunderschicht Nadeln aus überwiegend reinem FeS. Diese Nadeln erreichen bei Durchmessern zwischen 5 und 20 um Längen bis 600 um. Mit dem Übergang zum parabolischen Zeitgesetz wachsen sie wahrscheinlich in die Breite und bilden schließlich eine geschlossene FeS-Schicht.In SO〈2〉,haltigen CO-CO2-Gemischen entstehen im wesentlichen die gleichen Strukturen, wobei zu beachten ist, daß SO2 neben Schwefel auch Sauerstoff abgeben kann. Dadurch entstehen auch FeO/FeS-Lamellen in solchen Gasgemischen, in denen C02 keinen Sauerstoff abgeben kann. Bei höheren SO2- und CO2,-Gehalten der Gase tritt mit dem Wachsen der Zunderschicht ein „Entarten“ der FeO/FeS-Lamellen zu einem gröberen Gemenge von Oxid und Sulfid ein.
Additional Material:
15 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/maco.19710220402
Permalink
