Свободная энергия углерода

При легировании феррита и аустенита изменяется свободная энергия углерода, которая связана с его актив ностью [c.54]

Свариваемость 121 Свободная энергия углерода 54 Сера 25 [c.405]

Первое слагаемое последнего представляет собой парциальную молярную свободную энергию растворения углерода, второе слагаемое соответствует избыточной парциальной молярной свободной энергии углерода и получается из уравнения для коэффициента активности углерода [c.224]

Далее, для определения избыточной парциальной молярной свободной энергии углерода необходимо определить сначала величину молярной доли железа в растворе. Поскольку при 1 % С в железе ( по массе) его молярная доля (по приближенному уравнению) составляет [c.228]

Очень большое значение изменения стандартной свободной энергии и соответственно малое значение константы химического равновесия указывает на то, что равновесное превращение окиси углерода и водорода в метанол имеет место, вероятно, значительно ниже 600 °К. [c.301]

При 727°С (А ) и ниже 200°С d) скорость превращения равна пулю, так как при 727°С равна нулю разность свободных энергий, а при 200°С равна нулю (точнее, недостаточна) скорость диффузии углерода. [c.244]

При формировании зернистой структуры происходит также перераспределение компонентов системы исходного расплава, заключающееся в концентрировании примесей, легирующих элементов и углерода на границах зерен. При этом данные компоненты заполняют некоторый объем пор на границах зерен, что является термодинамически выгодным фактором, т.к. приводит к снижению энергии границ зерен и, следовательно, снижается значение свободной энергии в целом по системе твердого сплава. [c.92]

Рассмотрим превращение переохлажденного аустенита на примере стали эвтектоидного состава (0,8% С). С увеличением степени переохлаждения (ниже 727° С) увеличивается разность свободных энергий AF аустенита и перлита, что ускоряет процесс превращения. Но в этих условиях уменьшается скорость диффузии D углерода, что замедляет превращение переохлажденного аустенита (рис. 82, а). Скорость диффузии углерода особенно умень- [c.114]

Обычно в качестве карбидообразующих используют группу элементов, выделенную в периодической системе Гольдшмидтом (рис.5.4) они расположены слева от Со, поскольку более электроотрицательны и, следовательно, более химически активны, чем Со. Дополнительной иллюстрацией этого обстоятельства применительно к содержанию углерода от 0,1 до 0,6 % (по массе) служит рис.5.5 примечательно, что свободная энергия карбидообразования возрастает слева направо. [c.186]

Температура превращения перлит—аустенит (П—А) является первой критической точкой (обозначают АС)). При этой температуре, вследствие аллотропического превращения а-Ре у-Ре, образуется более равновесная, чем перлит, фаза аустенита, обладающая меньшим запасом свободной энергии. В ней растворяется весь находившийся в перлите углерод. [c.99]

Следует подчеркнуть, что широко распространенные представления, согласно которым 7-фаза сразу должна иметь равновесный состав, поскольку образование такого зародыша сопровождается наибольшим уменьшением свободной энергии системы, являются односторонними. Ошибочность мнений по этому вопросу объясняется тем, что диаграмма состояния, указывающая лишь равновесные концентрации сосуществующих фаз, произвольно привлекается к установлению механизма их образования. При этом не учитывается то обстоятельство, что термодинамические представления позволяют указать направление процессов, но не отвечают на вопрос о механизме перехода системы из одного состояния в другое. С.С. Штейнберг совершенно однозначно указывал, что механизм фазовых превращений не вытекает из диаграммы, а зависит от кинетических факторов, определяющих наиболее выгодные с энергетической точки зрения пути перехода системы в равновесное состояние. Фазовая же диаграмма показывает количество фаз и их состав, к которым стремится (подчеркнуто нами) та или иная система в условиях равновесия при данной температуре [16]. Правда, говоря об образовании аустенита, С.С. Штейнберг отмечал, что, вероятно, нельзя разделить во времени два процесса перестройку решетки и растворение углерода в 7-железе (именно в Fe-7, [ 16]). Он считал, что эти два процесса идут одновременно, и растворение карбидов не может отставать от а -> 7-перестройки решетки. Однако он нигде не отмечал необходимости для осуществления превращения таких огромных флуктуаций состава в а-фазе, как требует диффузионная теория. [c.13]

Чтобы оценить влияние легирующего элемента на активность углерода в легированном твердом растворе за состояние сравнения выбирают активность углерода в нелегированном железе ас. имеющем тоже содержание уг лерода Тогда изменение свободной энергии составит [c.54]

Изложенное дает основание считать, что диффузионный поток углерода в сплаве, определяемый градиентом свободной энергии, зависит от изменения относительного коэффициента термодинамической активности [c.54]

Неметаллические включения и аустенит имеют различные коэффициенты термического расширения. Поэтому при температуре изотермической выдержки в аустените (вокруг включений) возможно появление напряжений, величина которых может оказаться достаточной для создания дислокаций, могущих служить местами предпочтительного зарождения. Известно, что вокруг краевой дислокации кристаллическая решетка аустенита упруго деформирована. В зоне, расположенной ниже края неполной атомной плоскости (экстраплоскости), кристаллическая решетка растянута, а в зоне, в которой расположена экстраплоскость, — сжата. Из энергетических соображений следует, что атомам углерода, растворенным в аустените по принципу внедрения, выгоднее переместиться из объемов аустенита, где отсутствуют дислокации, в зоны, расположенные у дислокаций. При таком перемещении атомов углерода уровень свободной энергии системы снижается. Такое перемещение приводит к созданию скоплений атомов углерода у дислокаций, вследствие чего создаются более благоприятные условия для возникновения концентрационных флуктуаций и, следовательно, облегчаются условия для образования критических зародышей цементита. Преимущественное зарождение цементита на дислокациях обнаружено экспериментально. [c.8]

Такой механизм образования аустенита может быть объяснен известным правилом ступеней , согласно которому при протекании фазовых превращений возможно существование переходных состояний с промежуточными значениями свободной энергии. В нашем случае таким состоянием является малоуглеродистый аустенит, образование которого осуществляется легче, чем аустенита равновесной концентрации, так как при этом не требуется значительного перераспределения углерода. [c.108]

На рис. 1 показаны зависимости свободной энергии образования окислов от температуры как для металлов, так и для окиси углерода [15]. Как видно из рисунка, с повышением температуры величина свободной энергии образования окислов металлов возрастает, а окиси углерода уменьшается. Участки кривых [c.19]

Точки пересечения кривых 2—12 изменения свободной энергии образования окислов металлов с кривой 1 изменения свободной энергии образования СО характеризуют температуру начала восстановления окислов металлов углеродом. Выше точек пересечения металлы по их сродству к кислороду меняются местами, и реакции восстановления будут протекать в обратном направлении. Это обстоятельство может привести при высоких температурах не только к восстановлению окислов металлов углеродом, но и к вытеснению, например, алюминием и кремнием тех металлов, окислы которых при данных температурах имеют большие величины энергии образования. [c.20]

Точка Та перехода жидкости в смесь аустенит+цементит при П47°С (линия E F на диаграмме железо — углерод, рис. 135). Следовательно, схематически линии изменения свободной энергии жидкого расплава и смеси аустенпт+цемситит при изменении температуры пересекаются при температуре 1147 (рис. 162). Ниже этой температуры протекает процесс кристаллизации, выше — плавленИ С. [c.204]

Основой упомянутых процессов является происходящий при нагреве распад мартенсита на ферритно-цементитную смесь. Пере-сыщенность кристаллической решетки мартенсита углеродом порождает в нем все искажения и напряжения и обусловливает его неравновесное состояние с большим избытком свободной энергии. [c.36]

Производимый при отпуске нагрев вызывает в закаленной стали диффузионные процессы, приводящие к выходу атомов углерода из перенапряженной решетки альфа-железа, образованию сначала (при Т < 300 С) частичек эпсилон-карбида, а 1ЮТ0М (при Т > >300°С) цементита, что и приводит к постепенному устранению искажений решетки, уменьшению плотности дислокаций, снижению до полного исчезновения внутренних напряжений и уменьшению запаса свободной энергии. [c.36]

А теперь для иллюстрации несколько цифр, которые, как принято считать, говорят сами за себя . Процесс фотосинтеза называют эндергоническим , поскольку при нем возрастает свободная энергия растений. Он дает около 3-101 т органического углерода в год, химическая энергия которого в 100 раз превышает энергию добываемого за это же время угля и в 10 000 раз — энергию движения воды, используемую в мире. [c.151]

Исследование влияния легирующих элементов позволило установить связь между типом и составом карбидных фаз, находящихся в стали, и ее водородостойкостью, а также определить, какое количество того или иного легирующего элемента делает сталь при данных условиях водородостойкой. Можно отметить, что элементы, расположенные в IV периоде периодической системы правее железа, практически не оказывают влияния на водородостойкость стали. Элементы, расположенные левее железа, резко повышают стойкость стали против водородной коррозии. Качественно эта зависимость совпадает с порядком, в котором изменяется сродство металлов к углероду, оцениваемое по свободной энергии образования соответствующего карбида (табл. б). Известно, что связь в карбидах осуществляет- [c.159]

Из рпс. 2 также следует, что скорости роста кристаллов впд-манштеттового феррита как на поверхности, так и в объеме образцов в стали 20С2 при всех температурах ниже, чем в углеродистой стали. В марганцовистой п никелевой сталях наблюдается дальнейшее понижение скоростей роста. Влияние. легирующих элементов па скорость роста кристаллов видманштеттового феррита может быть связано с различными факторами, в частности, с влиянием легирования па критические точки в стали и разность свободных энергий фаз, па скорость диффузии углерода, на степень разупрочнения аустенита в процессе роста кристаллов и др. [c.133]

Чистьи металлический уран получить трудно из-за большого химического сродства к другим элементам кислороду, галогенам, азоту и углероду. Для получения металла из таких устойчивых соединений, как окислы и галогениды, необходимы сильные восстановители. Восстановление необходимо проводить в изолированной системе, чтобы избежать загрязнений из атмосферы. Часть проблем, связанных с различными схемами восстановления, легче понять с помощью табличных данных о температурах кипения исходных компонентов, температурах плавления продуктов реакции и изменениях свободной энергии и энтальпии реакций [6, 17, 56, 75, 91,.143, стр. 21]. [c.830]

Обратимся снова к сталям. На фазовой диаграмме железо — углерод мартенситной области нет. Значит, свободная энергия смеси феррита и цементита долЖ на быть ниже свободной энергии мартенсита. И легко убедиться, что это действительно так. Нагрейте мартенсит, чтобы активизировать диффузию (но не залезая в аустенитную область диаграммы), и он распадается на феррит и цементит. [c.229]

С повышением температуры отрицательное значение свободной энергии реакции образования этих соединений уменьшается, возрастает вероятность их диссоциации Растворение потенциальных зародышей графита при термовременной обработке не является обратимым процессом В связи с этим необходимо отметить другую причину дезактивации кремнезема при перегреве — восстановле ние его углеродом расплава при температурах выше тем [c.129]

В работе [263] отмечалось, что увеличение содержания углерода приводит к замедлению первой стадии распада. Этот неожиданный результат был объяснен тем, что степень упорядоченного расположения атомов углерода возрастает с увеличением его концентрации, а такое состояние при определенных условиях является более стабильным, поскольку уменьшение свободной энергии от упорядочения перекрывает ее увеличение от пересыщения раствора углеродом. Было предлол<ено и другое объяснение чем больше углерода, тем больше дислокаций, которые связывают углерод. Показано, что деформация уменьшает скорость распада мартенсита при низких температурах, возможно, также за счет увеличения плотности дислокаций. [c.275]

Ц е нтры графитизации появляются после переохлаждения жидкого чугуна или пересыщения аустенита углеродом, когда они обладают избыточным запасом свободной энергии. В свою очередь, образование графита ведет к появлению поверхности раздела между фазами в чугуне, что, наоборот, увеличивает запас свободной (поверхностной) энергии. Таким образом, получается неустойчивое равновесие, возникающие кристаллы графита неустойчивы, они непрерывно создаются и распадаются. [c.149]

В кристаллической решетке твердого раствора замещения движение атомов совершается благодаря флуктуациям — неравномерному распределению свободной энергии атомы, обладающие избытком свободной энергии и находящиеся в неустойчивом состоянии, перескакивают в соседние межузлия решетки, вакансии или дислокации. При цементации атомы углерода, образующие с Y-железом твердый раствор внедрения (аустенит), перемещаются в промежутках его кристаллической решетки. [c.273]

Отпускная хрупкость второго рода вызывается не превращением мартенсита и аустени-та, а диффузионными процессами перемещениями атомов легирующих элементов, углерода и азота в кристаллической решетке твердого раствора к дислокациям и другим дефектам решетки, большая часть которых сосредоточена по границам зерна и блоков. Это понижает свободную энергию решетки, так как, занимая места в растянутых или сжатых участках решетки в зависимости от своего диаметра, атомы примесей занимают термодинамически более выгодное положение. Такое расположение атомов примесей тормозит перемещение дислокаций, препятствует пластической деформации на границах зерен и блоков и создает отпускную хрупкость второго рода при разрушении по границам зерен. Обратимость этой хрупкости объясняется тем, что при повторных нагревах примеси благодаря диффузии могут снова пepepa пpeдeJ ять я в кристаллической решетке. При [c.318]

Диффузионный механизм основывается на рассмотрении диаграммы Fe- , согласно которой в межкритической области концентрация аустенита определяется линиями GS (для доэвтектоидной) и SE (для заэв-тектоидной стали). В связи с этим сторонники указанной теории считают, что при нагреве должен сразу возникать зародыш аустенита равновесного состава. Формирование 7-фазы с меньшей концентрацией углерода считается неоправданным с термодинамической точки зрения, поскольку свободная энергия такого аустенита больше, чем равновесного. [c.5]

В соответствии со схемой (рис. 3, а), при температуре Г), когда начинается а 7 Превращение, в равновесии должны находиться а-фаза состава а и аустенит с концентрацией углерода, определяемой точкой d. Образование г-фазы такого состава приводит к максимальному снижению термодинамического потенциала системы (конода а idi). Однако некоторое уменьшение свободной энергии будет достигаться и при образовании 7-фазы, состав которой лежит в интервале d . Как видно из рисунка, значения термодинамического потенциала смеси а- и 7-фаз, определяемые отрезками а yd-i, а d , меньше, чем исходной феррито-карбидной смеси (ai j). Таким образом, хотя при образовании аустенита с пониженной концентрацией углерода выигрьш АФ меньше, чем при формировании стабильной 7-фазы, такой процесс термодинамически оправдан. С кинетической же точки зрения двустадийный механизм а - 7-превращения, осуществляющийся через образование на первом этапе малоуглеродистого метастабильного аустенита, более выгоден, поскольку не требует значительного диффузионного перераспределения углерода . [c.14]

Рассмотрим в свете сказанного вопрос о местах зарождения аустенит-ных участков. Как уже было отмечено, наблюдения многих авторов свидетельствуют о гетерогенном зарождении у-фазы. Однако возникновение аустенита вовсе не обязательно должно быть свя а1 по именно с поверхностью раздела феррита и карбидов, поскольку пред варительное значительное обогащение а-фазы углеродом не является необходимым условием для протекания а 7-превращения. Очень существенную роль в этом процессе играет само повышение свободной энергии на границах, в том числе на границах феррита, что облегчает формирование зародыша новой фазы в этих местах [17]. Именно поэтому, как указывали авторы цитированных выше работ [5 — 7], как правило, зародыш аустенита возникает не просто на поверхности раздела феррит-карбид, а в тех местах, где карбидные частицы располагаются по границам зерен. Эти места являются предпочтительными для образования у-фазы как в связи с присуствием самой поверхности, обеспечивающей возможность гетерогенного образования зародыша, так и в связи с концентрационными изменениями, которые, безусловно, облегчают образование зародышей 7-фазы в этих местах. Подробнее вопрос о местах формирования 7-фазы в pasHbix условиях будет обсужден в гл. III. [c.18]

Концепция о сдвиговом характере а -превращения в железе и его сплавах разделяется рядом исследователей [ 26.3S—37идр.],Однако это превращение нельзя относить к числу бездиффузионных. Этот процесс безусловно сопровождается перераспределением углерода как в а-, так и в 7-фазе. Сдвиговое превращение в первую очередь реализуется в участках с повышенной свободной энергией. Ими могут бьпь границы зерен и субзерен, места скопления дислокаций, поверхности раздела фаз, где наиболее вероятно образование устойчивых сегрегаций атомов углерода. Однако речь может идти лишь о небольшом пересыщении матрицы углеродом, поскольку знатательные концентрационные изменения, как было показано в гл. I, не оправданы с термодинамической точки зрения. При этом чем вьипе степень неравновесности исходной структуры, тем менее углеродистый аустенит может формироваться в результате а 7-превращения (см. рис. 3,6). [c.119]

Формула (П-5) определяет время, в течение которого заканчивается процесс термического разложения определенного числа молекул СН4 и устанавливается равновесная концентрация в газовом объеме ядер-зародышей сажевых частиц. Именно в течение этого времени происходит формирование того или иного дисперсного состава сажевых частиц, характеризующееся определенным распределением числа атомов углерода в различных многоуглеродных комплексах. В качестве частицы минимального размера может при этом рассматриваться отдельный свободный атом углерода, в качестве частицы максимального размера — устойчивый многоуглеродный комплекс, состоящий из максимально возможного числа атомов углерода, при котором энергия связи атомов в комплексе превосходит энергию их свободных колебаний при заданной температуре. [c.232]

Превраа(ение состоит в перестройке решетки Y а и диффузионном перераспределении концентрации углерода между фазами. Последнее наряду с разностью объемных свободных энергий аустенита и перлита, являющейся движущей силой превращения, лимитирует скорость превращения. [c.44]

Сила связи пекарбидообразующих элементов с углеродом меньше, чем с железом, поэтому они не могут затруднить его диффузию. С другой стороны, они искажают кристаллическую решетку аустенита, повышают его свободную энергию и тем самым уменьшают период оседлой жизни атомов углерода. Некарбидообразующие элементы ускоряют диффузию тем сильнее, чем больше они искажают решетку аустенита [29]. [c.287]

Реакторы-горелки используются для производства сажи из метана рис. 6.2.3. Сажа образуется при высокой температуре в условиях, когда свободная энергия диссоциации метана на углерод и водород имеет отрицательное значение, а необходимое для проведения реакции тепло получается в результате сгорания части метана с воздухом. В реакторе, показанном на рис. 6.2.3, а, метан для образования сажи подается в камеру сгорания, а в реакторах, показанных на рис. 6.2.3 б, виг, метан для образования сажи подается в камеру смешения, при этом количество воздуха, подаваемого в реактор, значительно ниже стехиометрическо-го соотношения. Температура газов в зоне горения 1300... 1400 °С. [c.621]

Упорядочение хаотических дефектов упаковки способствует снижению свободной энергии. Длина диффузных полос, которые появляются на рентгенограммах при образовании е-фдзы, пропорциональна количеству дефектов упаковки в этой фазе е-фаза, образовавшаяся из аусте-нита с разнёй степенью дефектности, имеет различие и в тонкой структуре [1]. Безуглеродистый аустенит содержит незначительное количество хаотических дефектов упаковки, так как й отсутствие углерода имеются условия для их упорядочения. Это объясняется тем, что внедренные в решетку атомы углерода создают препятствия для перераспределения частичных дислокаций, с которыми связанО упорядочение дефектов упаковки [33, 34, 38]. [c.28]

В. П. Елютиным, Ю. Павловым и Б. Левиным [6] рассчитана свободная энергия AF и логарифм парциального давления окиси углерода Ig рсо при реакции восстановления двуокиси кремния углеродом до кремния (SIO.2 + 2С = Si + 2С0) в зависимости от температуры (табл. 59). [c.102]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...