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Microprocesses of metal dusting on iron

机译：铁上金属除尘的微处理

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摘要

In stark aufkohlenden Atmospharen tritt eine katastrophale Aufkohlung von Eisen und stahlen auf, die zu Metal Dusting fuhrt, einem Zerfall in einen Staub aus Kohlenstoff und Metallpartikeln. TEM-Untersuchungen von Eisenfolien in verschiedenen Stadien dieses Korrosionsprozesses haben jetzt klar gezeigt, dass der instabile Zementit Fe_3C als Zwischenprodukt der Reaktion auftritt. Dieses Carbid wird nach Ubersattigung des Eisens an dessen Oberflache gebildet (bei a_c > 1), sein Zerfall wird durch Ablagerung einer Graphitschicht an der Fe_3C Oberflache (a_c = 1) eingeleitet. Die Kohlenstoffatome aus dem Fe_3C-Zerfall lagern sich der Graphitschicht an, deren Basisflachen senkrecht zur Zementitoberflache orientiert sind; die Eisenatome diffundieren durch die Graphitschicht und agglomerieren unter Bildung von kleinen Metallpartikeln. Diese wirken als Katalysatoren fur weitere Kohlenstoffabscheidung, bis sie dicht mit Graphit bedeckt sind. Diese TEM-Beobachtungen lassen sich gut mit den Ergebnissen der vorangegangenen Untersuchungen zu Kinetik und Mechanismus des Metal Dusting vereinbaren.%In strongly carburizing atmospheres iron and steels are subject to 'metal dusting', a catastrophic carburization, leading to disintegration into a dust of carbon and metal particles. TEM investigations of iron foils in different states of this corrosion process have clearly shown now that unstable cementite is an intermediate in the reaction. The carbide is formed at the iron surface after supersaturation (a_c > 1), its disintegration is started by graphite deposition on its surface (a_c = 1). The carbon atoms from Fe_3C disintegration are attached to the graphite planes which are vertically oriented to the cementite surface, the iron atoms diffuse through the graphite and agglomerate to small particles (approx 20 nm) which act as catalysts for further carbon deposition from the atmosphere, till they are densely covered with graphite. The TEM investigations are in good agreement with preceding studies concerning kinetics and mechanisms of metal dusting.
机译：在强渗碳气氛中，钢铁会发生灾难性的渗碳，这会导致金属粉尘，并变成碳和金属颗粒的粉尘。 TEM研究表明，在该腐蚀过程的各个阶段中，铁箔均显示不稳定的渗碳体Fe_3C作为反应的中间产物出现。铁饱和后，该碳化物在其表面上形成（a_c> 1）；其分解是通过在Fe_3C表面（a_c = 1）上沉积石墨层而开始的。 Fe_3C衰变产生的碳原子附着在石墨层上，石墨层的底面垂直于渗碳体表面。铁原子扩散通过石墨层并聚集成小金属颗粒。它们充当进一步碳沉积的催化剂，直到被石墨覆盖为止。这些TEM观察结果与先前关于金属喷粉动力学和机理的研究结果非常吻合。％在强渗碳气氛中，钢铁会遭受“金属粉尘”的灾难性渗碳，导致分解成碳尘和金属颗粒。现在，在腐蚀过程的不同状态下对铁箔的TEM研究清楚地表明，不稳定的渗碳体是反应的中间产物。过饱和（a_c> 1）后在铁表面形成碳化物，其分解是通过在其表面上沉积石墨（a_c = 1）开始的。 Fe_3C分解产生的碳原子附着在垂直于渗碳体表面的石墨平面上，铁原子通过石墨扩散并聚集成小颗粒（约20 nm），作为催化剂进一步从大气中沉积碳直到它们被石墨密集覆盖。 TEM研究与先前有关金属喷粉动力学和机理的研究非常吻合。

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