Взаимодействие углеводородов с тугоплавкими металлами Угруп-пы периодической системы сильно замедляется уже при очень малых содержаниях растворенного кислорода или азота. Уменьшение скорости растворения газа в металле сильнее выражено при более низких температурах. Аналогичные закономерности, правда, менее четко выраженные, наблюдаются и при растворении азота в тантале. Скорость реакций, например, при 3% (ат.) азота уменьшается только на 10% от исходной величины при взаимодействии тантала с С3Н8, на 40%-с С6Н6 и на 60% - с С2Н. Реакция с С2Н2 идет почти без изменения.
Все реакции ниобия и тантала в углеводородных средах приводят к растворению углерода в металлах, а после насыщения приповерхностных областей - к образованию поверхностных карбидных слоев. Образование карбидов по сравнению с растворением углерода - значительно более медленный процесс. При очень низких давлениях (например, 1,5-10"" Па) эти реакции идут только после абсорбции значительных количеств углерода, так как большая часть растворяемого углерода диффундирует в металл. При низких давлениях углеводородов сначала образуются в большом количестве отдельные карбидные частицы. С ростом температуры они покрывают все большую поверхность И, наконец, образуется сплошной карбидный слой. Интенсивное науглероживание, например, в пропане с Рс3 н„ = 2,7-10 Па приводит к образованию карбидных слоев: внешнего (гЛэС) и внутреннего (ЫЬ2С).
Во многих исследованиях подтверждено образование карбидных слоев (Nb2C+NbC, Та2С+ТаС) при -1300-2900 5С в газовых средах, содержащих углерод. Поверхностные карбидные слои возникают также при тлеющем разряде в метане. Слои NbC и Nb2C образуются и при непосредственной реакции металлического ниобия с графитом. Скорость роста этих карбидных слоев при 1700-2200 °С приблизительно та же, что и в пропане.
В качестве примера науглероживания ниобиевых и танталовых сплавов можно рассмотреть процессы, происходящие в сплавах Nb IZr и Ta-8W-2Hf в С6Н6-Аг- и С6Н6-Н2 -средах. При нагреве указанных сплавов в этих средах абсорбция углерода на их поверхности и химическое взаимодействие с металлом приводит к образованию внешних и внутренних карбидных слоев. Количество абсорбированного углерода увеличивается с повышением давления С6Н6 и температуры.шаблоны для dleскачать фильмы