Для выяснения закономерности образования дефектов образцы из стали X17Н2Л диаметром 4 мм и высотой 8 мм нагревались в кварцевых ампулах размером 7 x 60 мм, наполняемых различными синтетическими смесями (кремнеземом, электрокорундом, цирконом, рутилом с добавками окислов железа, марганца, ванадия и хлористого марганца). Часть образцов нагревалась без засыпки. Ампулы заваривались с одной или двух сторон и нагревались в печи в интервале температур 900-1300° С со скоростью 15-20 и 400- 500 град/мин. Выдержка ампул с образцами в печи осуществлялась в течение 15-120 мин с последующим охлаждением с печью, а также на воздухе или в воде. Оценка чистоты поверхности производилась визуально, для исследования состава пятен применялись металлографический, химический и рентгеноструктурный методы анализа. Исследования показали, что при нагреве ампул со скоростью 15-20 град/мин с температуры 25-900° С при наполнителе из 5Ю.2 вероятность образования дефектов в образцах невелика.
В ампулах, запаянных с одной стороны, или при двусторонней заварке, но с подсосом воздуха, на образцах образуется равномерный слой окалины, в которой растворен кремнезем. Чем больше выдержка, тем больше толщина окалины. В запаянных с обеих сторон ампулах дефекты на образцах не обнаруживаются во всем интервале температур.
В этом случае поверхность образцов покрывается окалиной зеленоватого цвета, которая с увеличением времени выдержки приобретает темную окраску. В ампулах с засыпкой из электрокорунда дефекты не были обнаружены. В открытых ампулах с цирконом и рутилом дефекты незначительной глубины были обнаружены после тепловой обработки при 1100-1300° С. Добавка в кремнезем окислов железа в количестве 5-50% по объему ведет к более толстому слою окалины, а в случае добавки окислов марганца увеличивается шероховатость поверхности, однако дефекты не образуются.
При малых добавках (до 0,5- 1,0%) окислов железа, марганца и ванадия дефекты образуются чаще. При нагреве ампул со скоростью 400-500 град/мин при температуре выше 1100° С дефекты образуются почти во всех случаях. Глубина дефектов увеличивается с увеличением температуры г и времени выдержки т (в пределах исследуемых I и т). Характер дефектов, получаемых в этом случае и при литье, аналогичен. При выдержке образцов при 1200° С в течение 2 ч глубина дефектов достигала 1,0 мм. Характерно, что иногда рядом с дефектами окалина имеет очень малую толщину и зеленоватую окраску.