ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Возникновение газовой фазы и взаимодействие металлов с водородом из "Металл для эмалирования Издание 2 " Особенность этой реакции состоит в том, что, будучи обратима, она до конца не протекает вследствие того, что водород растворяется в металле, а вода в стекле. С понижением температуры растворимость водорода в металле уменьшается, а воды в эмали увеличивается. Поэтому в системе металл—эмаль всегда остается какое-то количество водорода или химически связанной воды, оказывающих вредное влияние при повторных нагревах. [c.47] Металлы существенно различаются по растворимости водорода и соответственно по величинам коэффициента диффузии и энергии активации процесса диффузии. [c.47] Н+ + е (энергия ионизации свободного атома довольно велика и составляет 312 ккал/моль). Таким образом, при низкой температуре водород может попадать в металл только в атомарном или ионизированном состоянии (например, при травлении в кислоте). Атомарный водород в дефектах кристаллической решетки металла, в порах, на границах фаз или зерен превращается в молекулы, в образующихся полостях создается необратимое накопление молекулярного водорода, что приводит к локально высокому давлению. [c.48] Так как раздельное количественное определение молекулярного, атомарного или ионизированного водорода затруднено, а подвижность их в кристаллической решетке металла существенно различна, то значения коэффициентов диффузии и проницаемости, определяемые экспериментально в разных условиях опыта, различаются между собой. [c.48] Однако в реальных условиях взаимодействия водорода с металлом роль поверхностных явлений очень велика, так как состояние поверхности может быть существенно различным. [c.49] Как видно из рис. 13, количество поглощенного водорода титаном в зависимости от предварительной подготовки поверхности изменяется в 50 раз и более. Из приведенных на рис. 14 данных можно заключить, что алюминий обладает самой малой способностью поглощать водород, а титан — большой. Значения констант диффузии водорода в этих металлах приведены в табл. 6 [66]. [c.49] Наблюдается заметное расхождение в значениях этих величин для никеля. Соответственно коэффициент диффузии водорода в никеле, рассчитанный по формуле (20) с использованием данных разных авторов, получается с отклонением более, чем на один порядок. Например, при 750° К О = 2,65 -10 см /с, определенный по константам Линер—Витт, а В = 3,75-10 см с по константам Хен-др икс—Ралстоун. [c.49] Для эмалирования важное значение имеет не только общее насыщение металла водородом, но и способность к десорбции водорода при охлаждении после обжига эмали и при последующей выдержке эмалированного изделия при обычных температурах. [c.51] Десорбция водорода определяется градиентом концентрации водорода при охлаждении, способностью металла образовывать гидриды и водородопроницаемостью. Из перечисленных выше металлов наиболее прочные гидриды образует титан (Т1Н—ИНг) — он является типичным гидридообразующим элементом, а железо практически не образует гидриды. Поэтому титан хорошо поглощает водород и обладает слабой водородопроницаемостью, а железо, среди указанных металлов, наиболее сильной. [c.51] Чугун также хорошо поглощает водород, но слабо водородопроницаем, так как вследствие огромного количества пор и структурной неоднородности водород легко молизуется и теряет диффузионную подвижность. Так, поданным [69, с. 213—216], содержание водорода в сером чугуне может составить от 8,4 до 14 см /100 г в зависимости от степени его эвтектичности, т. е. в 10—20 раз больше, чем в стали. [c.51] Вернуться к основной статье