ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Ингибиторы коррозии в водных растворах щелочей из "Ингибиторы коррозии металлов " Исследования показали, что скорость диффузии водорода в значительной мере зависит от присутствия в металле легирующих добавок. Так, в присутствии молибдена скорость диффузии через сталь значительно увеличивается, при увеличении содержания хрома в стали скорость диффузии уменьшается. [c.109] Наводороживание наблюдается и при растворении металла в кислотах, протекающем с выделением водорода. Ухудшение механических свойств металла в результате его наво-дороживания получило название водородной хрупкости, или травильной хрупкост и—когда водород проникает в металл в процессе кислотного травления. В связи с расширяющимся применением кислотного травления изучение вопросов, связанных с диффузией водорода в металлы, приобретает немаловажное значение. [c.110] Оказалось, что водород влияет не только на механические, но и на другие свойства металла, в частности, изменяет его электропроводность. Например, Александров и Усов показали, что после травления уменьшается электропроводность железной проволоки. [c.110] Было установлено, что травильная хрупкость уменьшается при повышении температуры. Удалять водород из металла путем нагревания следует постепенно, так как при быстром нагревании часть водорода хотя и удаляется, но пластические свойства металла полностью не восстанавливаются. Даже в случае длительного пребывания металла после травления на воздухе значительно снижается водородная хрупкость наиболее и 1тенсивно водород удаляется из металла в первые минуты после травления. [c.110] Возникновение водородной хрупкости прн травлении связано с разрядом ионов водорода на поверхности металла, погруженного в раствор электролита. Образующиеся при этом атомы водорода обычно соединяются в молекулы (молизация), пузырьки газа выделяются из раствора. Однако в некоторых случаях процесс молизации может затормозиться, при этом часть атомарного водорода проникает в металл, абсорбируясь в нем. [c.111] В каком состоянии проникает водород в металл—в виде протонов или атомов, по нашему мнению, не имеет существенного значения, так как при соприкосновении с поверхностью металла протоны сталкиваются с достаточно большим количеством, электронов и неизбежно превращаются в атомы водорода. В результате абсорбции некоторая часть ато.мов водорода растворяется в стали, проникая в кристаллическую решетку металла и деформируя ее. Часть атомов проходит через металл и выделяется на противоположной его поверхности, молизуясь на ней. Процесс молизации водорода происходит не только на наружных поверхностях металла, но и на границах многочисленных микроскопических пор— микропустот —в кристаллической решетке. Скопление водорода в таких микропустотах и является основной причиной водородной хрупкости металла. Давление водорода в пустотах может достигать значительной величины (сотни атмосфер), вследствие чего в металле возникают внутренние напряжения, обусловливающие его хрупкость. [c.111] Из металла с малыми размерами пустот водород при нагревании удаляется легче, при относительно больших размерах пустот удаление водорода происходит значительно труднее, а иногда его вовсе не удается удалить. Известно, что только атомарный водород способен проникать через металл, скорость же диффузии газа пропорциональна поверхности металла, окклюдирующего газ (стр. 109). Очевидно, чем меньше размеры водородных включений в металле, тем больше (при одинаковом общем количестве заключенного в них На) будет поверхность, через которую водород может выйти из этих включений. [c.111] Для исследования процесса наводороживания металла нами применялся прибор, схема которого изображена на рис. 44. [c.112] Прибор состоит из двух стеклянных полушарий 2, между которыми находится пластинка 3 исследуемого металла. [c.112] В верхнее полушарие заливают раствор кислоты, нижнее полушарие заливают парафином, в котором оставлен канал для выхода газа. При растворении металла в кислоте значительная часть выделяющегося в атомарном состоянии водорода молизуется и выделяется на верхней поверхности пластинки 3. Объем этой части водорода измеряется при помощи бюретки 4. Другая часть водорода-диф-фундирует в металл и через некоторое время проходит через пластинку. Объем продиффундировав-шего водорода измеряют при помощи бюретки 1. [c.112] Используя описанный прибор, можно установить соотношение между количеством водорода, образующегося на границе металла с кислотой и выделяющегося на противоположной (нижней) стороне пластинки. Этот же метод позволяет определить скорость проникания водорода через металл в зависимости от температуры и концентрации кислоты, присадок, вводимых в кислоту, а также от примесей, содержащихсяг в металле. [c.112] Металлические изделия, поверхности которых тщательно отшлифованы или отполированы, наводороживаются меньше, чем изделия, поверхность которых шероховата или покрыта ржавчиной или окалиной. [c.112] Процесс наводороживания можно разделить на две стадии первая—адсорбция металлом водорода и насыщение его водородом вторая—проникание водорода через сталь, или диффузия водорода. [c.113] Изучалась также скорость диффузии водорода , т. е. выделения его на поверхности металла, противоположной той, которая соприкасается с. раствором кислоты—серной, соляной или азотной. Отношение количеств продиффунди-ровавшего водорода и образовавшегося в процессе растворения стали, выраженное в процентах, было названо нами диффузионным числом Д. При травлении стали в растворах серной кислоты различной концентрации величина Д для всех марок углеродистой стали составляла 8—10%. Следовательно, примерно часть водорода, образовавшегося в процессе растворения стали в серной кислоте, диффундировала в условиях наших опытов через металл. [c.113] Травление в растворах серной кислоты приводит к значительно большему насыщению стали водородом и к большей хрупкости металла, чем травление в растворах соляной кислоты (при одинаковой концентрации кислот и аналогичном режиме травления). Водородная хрупкость увеличивается при возрастании концентрации серной кислоты до определенного предела, по достижении которого скорость растворения металла также достигает максимума, при дальнейшем увеличении концентрации кислоты водородная хрупкость уменьшается. Вообще же пределы концентрации, при которых наблюдается заметная водородная хрупкость металла, шире для сильных кислот (серная, соляная) и значительно уже для более слабых кислот (фосфорная, уксусная). [c.114] При растворении железа и уклеродистых сталей в азотной кислоте конечными газообразными продуктами реакции обычно являются окислы азота и наводороживание металла не происходит. [c.114] Повышение температуры раствора кислоты двояко влияет на наводороживание. С одной стороны, повышение температуры способствует усиленному растворению металла, а потому увеличивается общее количество образующегося водорода и количество водорода, продиффундировавшего и молизированного в микропустотах , что вызывает увеличение водородной хрупкости металла. С другой стороны, при более высоких температурах облегчается молизация водородных атомов на поверхности металла (превращение Н в Нз). При повышении температуры растворов соляной кислоты наводороживание металла уменьшается наоборот, при нагревании растворов серной, фосфорной, азотной кислот наводороживание стали усиливается. [c.114] Как видно из рисунка, в присутствии ингибиторов количество диффундирующего в металл водорода уменьшается. Скорость растворения стали и диффузии водорода увеличивается с возрастанием содержания углерода в металле (до определенного предела), но в присутствии сильных ингибиторов оба эти процесса настолько замедляются, что количественные результаты уже не имеют практического значения. [c.115] Вернуться к основной статье