Окислы (дефекты металлов)

Окалиностойкие сплавы никелевые — см. Жаростойкость сплавов Окалиностойкость металлов 1—217 Окислы Дефекты металлов) 1—258 [c.512]

Последний эффект повышения жаростойкости металлов очень малыми добавками легирующих элементов может иметь место при любой валентности их ионов, в том числе и при п" > п (рис. 55), и может быть объяснен протеканием реакции заполнения вакансий катионами легирующей добавки, которое, очевидно, преобладает при концентрациях легирующих элементов в окисле,, близких к концентрации дефектов в чистом окисле основного металла [c.86]

При высокотемпературной коррозии (химическая коррозия металлов в газе при повышенных температурах) принято различать высокотемпературное окисление — реакция металлов с окисляющим газом при повышенной температуре (может происходить одновременно с электрохимической коррозией) и внутреннее окисление — образование окислов внутри металлов (диффузия кислорода вдоль границ зерен, а также в зоны дефектов кристаллической решетки). [c.202]

В тех случаях, когда процесс окисления определяется диффузией, особенно важен учет деформации окисла и металла. Такая деформация может вызвать различные формы разрушения окислов и особенности их отслаивания. Имеются данные о том, что диффузия кислорода идет преимущественно по границам зерен или субграницам металла, по которым собираются дефекты, образующиеся в результате холодной обработки [Б]. С.Вагнер [110] предполагает, что диффузия значительно облегчается наличием дефектов в решетке окисла. [c.291]

Наиболее опасный дефект — пережог металла. При пережоге в металле шва образуются окисленные зерна, обладающие малым взаимным сцеплением из-за наличия на них пленки окислов. Пережженный металл хрупок и не поддается исправлению. Пережог возможен при сварке окислительным сварочным пламенем и плохой защите расплавленного металла сварочной ванны от кислорода и азота воздуха. Участки с пережженным металлом вырубают до основного металла и заваривают. [c.200]

Микроанализом выявляется структура металла. Микроисследование производится на поверхности шлифов, обработанных до получения на них зеркальной поверхности. Эта поверхность травится для выявления на ней структурных составляющих металла. Различные металлы травятся различными реактивами. Травленный шлиф рассматривается под микроскопом при увеличении от 100 до 2000. Микроисследованием можно обнаружить ряд дефектов металла, а именно микропоры, микротрещины, включения окислов и др. [c.136]

Согласно первой теории (Вагнер, Хауффе и др.), малая добавка легирующего элемента должна окисляться с образованием ионов определенной валентности и, растворяясь в окисле основного металла, уменьшать в нем число дефектов решетки. Это приводит к уменьшению скорости окисления, контролируемой диффузией катионов. Скорость диффузии зависит от числа дефектов решетки окисла — междоузельных катионов в-окислах с избытком металла или свободных катионных мест в окислах с недостатком металла. [c.75]

Перемещение ионов и электронов в кристаллической решетке продуктов коррозии металлов (солей и окислов) обусловлено наличием нарушений (разупорядоченности) решетки и осуш,е-ствляется по этим разрушениям или дефектам, символы основных типов которых приведены ниже [c.35]

Сплошные пленки продуктов коррозии на металлах, не имеющие механических дефектов и прочно связанные с металлом, являются защитными, т. е. затрудняют проникновение реагентов (металла и окислителя) друг к другу при нх перемещении в слое окисла или другого соединения. Рост таких пленок сопровождается самоторможением процесса, т. е. уменьшением скорости коррозии по мере утолщения пленки. Процесс роста сплошной окисной пленки состоит из следующих отдельных стадий, протекающих последовательно и параллельно (рис. 24) [c.47]

Начинается вторая стадия окисления металла сопровождающаяся образованием микропустот между металлом и окалиной. При этом скорость процесса окисления металла снижается вследствие уменьшения эффективного поперечного сечения для диффузии катионов металла из металла в окалину. Однако суш,ествую-щий градиент химического потенциала окислителя в окалине и связанный с ним градиент концентрации дефектов в кристаллической решетке окисла обусловливают дальнейшую диффузию металла наружу. В результате процесса диффузии внутренняя поверхность окалины обогащается металлом и термодинамическое равновесие нарушается. Градиент концентрации дефектов в кристаллической решетке окалины начинает уменьшаться и система окалина—окислитель стремится к равновесию с окислителем. [c.74]

Зта теория относится к областям Концентраций 1 и 2. Скорость окисления основного металла при добавлении легирующего компонента изменяется, если при легировании изменяется концентрация дефектов образующегося окисла, что наблюдается при неодинаковой валентности ионов компонентов сплава. Характер изменения (увеличение или уменьшение) скорости окисления основного металла при его легировании другим металлом зависит от характера дефектности его окисла и валентности ионов легирующего металла. [c.83]

На рис. 90 приведены концентрационные градиенты (по Вагнеру) в окислах с избытком и недостатком металла при разных давлениях кислорода в предположении линейности распределения дефектов. [c.130]

Высокие местные напряжения возникают в сварных соединениях при остывании и усадке расплавленного металла шва. Локальные напряжения образуются также в зоне дефектов шва (непровары, подрезы, рыхлоты, включения окислов, шлаков п т. д.). [c.152]

В большинстве случаев спеченные порошковые металлы даже после доводки их дополнительной механической и термической обработкой до компактного, почти беспористого состояния имеют несколько большее количество дефектов кристаллической решетки, межкристаллических включений, высокое содержание окислов и газов и более мелкозернистую структуру, большее количество пустых мест в решетке, чем соответствующие литые, обработанные давлением и отожженные металлы. В связи с этим компактные металлокерамические металлы обычно имеют при комнатной температуре несколько более высокие показатели прочности вер, °j, °пц осж) и твердости, чем соответ- [c.571]

Существенное влияние на прочность сварного шва оказывает качество электродов, а также подготовка деталей к сварке. Наличие ржавчины, масла, мазута, краски на поверхности деталей, подлежащих сварке, может привести к непровару (один из наиболее серьезных дефектов), неоднородности структуры металла шва, наличию шлаков и окислов, а также к образованию других дефектов в сварных швах. Проверка качества швов производится визуально, с помощью рентгеновских лучей, ультразвука и радиоактивных изотопов, а также путем испытания сварных конструкций под давлением или нагрузкой. [c.452]

При избытке окисла под поверхностью образуются разломы и оголенные участки металла (рис. 2, б), которые интенсивно окисляются вплоть до образования локальных источников горения металла с газификацией всех продуктов окисления. На рис. 2, в показан желательный механизм работы, когда газообразные продукты освобождают место под твердый окисел, который заполняет все поры и не приводит к нарушению сплошности покрытия. При появлении окисла под поверхностью у основания поры или трещины он может оплавляться потоком и заполнять близлежащие поверхностные дефекты. [c.92]

Резиновые материалы, за исключением силиконовых, рекомендуется применять при температурах не выше +70 С. Сохранение эластичных свойств при низких температурах является характеристикой, которая меняется в широких пределах в зависимости от типа базового каучука, однако состав смеси и особенно пластификаторы также оказывают значительное влияние на эту характеристику. Благодаря отсутствию у резин способности поглощать и удерживать влагу, они не вызывают коррозии фланцев, но в случае применения некоторых металлов на поверхности их может появиться коррозия или другие дефекты, обусловленные наличием в резиновой смеси различных ингредиентов. Например, серебро при соприкосновении с резиной, в состав которой входит сера, покрывается пленкой окислов и тускнеет. [c.241]

Ж- Е. Дрейли и В. Е. Разер [111,172] считают, что атомарный водород, образовавшийся в результате коррозионного процесса, диффундирует в глубь металла главным образом по дефектам кристаллитов. В пустотах же образуются молекулы водорода, вследствие чего развивается высокое давление. Под действием высокого давления на поверхности металла появляются пузыри. При разрыве пузырей в пустоты попадает вода, и весь процесс начинается сначала. В результате алюминий подвергается межкристаллитной коррозии и на поверхности образца образуется смесь окислов с металлом, который не подвергался коррозии. Дрейли и Разер считают, что при легировании алюминия компонентами, на которых перенапряжение реакции разряда ионов водорода мало, на его поверхности будут образовываться молекулы водорода, а атомарный водород не будет проникать в металл, а следовательно, не вызовет его коррозии. Концентрация водорода в алюминиевом сплаве 1100 при коррозии его в горячей воде, увеличивается. В том жесплаве, но легированном никелем, этого не наблюдается. Образцы алюминия, покрытые слоем никеля толщиной 7-10 см, показали хорошую коррозионную стойкость в дистиллированной воде при температуре 260 и 315° С [III, 172]. Введение в чистый алюминий 0,5—2,0% никеля значительно улучшает его коррозионную стойкость при температуре 315° С. То же самое происходит и при легировании другими компонентами, являющимися катодами по отношению к алюминию [c.197]

При малой толщине окисной пленки напряженность поля значительна, но по мере утолщения пленки она ослабевает и при толщине порядка нескольких десятков нанометров становится исчезающе малой. В этих условиях в качестве основной движущей силы диффузии остается градиент концентращ1й, обусловленный изменением соотношения металла и окислителя в окисной пленке. На границе металл — окисел в пленке следует ожидать максимально возможную в рассматриваемых условиях концентращ1Ю катионов при некотором недостатке анионов, а на границе окисел - газ следует ожидать максимально возможную концентрацию анионов при некотором недостатке (по отношению к внутренним слоям) катионов. Наряду с этим предполагается наличие в окисле дефектов, которые, по современным представлениям, являются необходимым условием для диффузии [5 - 9]. Эта модель, в совокупности с представлением об окисной пленке как о полупроводнике, является основой теории Вагнера - Хауффе, описывающей рост толстых окисных пленок по закону квадратичной параболы [10]. [c.12]

Дефекты металла в виде трещин и пористости снижают его свойства, являются сильными концентраторами напряжений и служат очагами разрушения изделия. Повышенное содержание газов в стали является причиной возникновения неметаллическх включений. Кроме того, резко выраженная транскристаллическая макроструктура слитков с зоной столбчатых кристаллов вблизи наружной поверхности создает значительную анизотропию свойств. Поэтому правильному выбору основных параметров ковки слитков и режиму выплавки должно уделяться в равной степени одинаковое внимание. Поглощение при выплавке кислорода, азота и водорода—одна из причин пониженной жаропрочности стали и плохой деформируемости. Кислород, взаимодействуя с расплавленным металлом, образует труднорастворимые тугоплавкие окислы хрома, алюминия и титана. Эти окислы при застывании обволакивают кристаллы металла. [c.504]

Большинство теорий предполагает, что возможен перегрев твердого состояния и переохлаждение жидкости, тогда как практически возможно одно только переохлаждение. Эта проблема обсуждалась многими авторами теоретически [75, 88] возможно, что перегрева твердых веществ нельзя наблюдать, даже если это возможно термодинамически, потому что относительное разупорядочен-ные участки в твердом теле, порожденные дислокациями и другими дефектами, действуют как центры зарождения жидкого состояния (дислокационная модель плавления была предложена в работах [560, 561]). Переохлажденные жидкости, конечно, встречаются много чаще, самым обычным примером является стекло переохлаждение бывает в результате очень медленного процесса кристаллизации в этих жидкостях, с очень сложной трехмерной жидкой структурой. Как только эта структура разрушается, например введением окислов щелочных металлов, переохлаждение до стеклообразного состояния становится невозможным. На основании этого нельзя объяснить переохлаждение нормальных жидкостей. Борелиус [555— 557] пришел к выводу, что плавление лишь часть процесса, который начинается ниже и кончается выше точки плавления. Теория предсказывает почти в одинаковой степени как переохлаждение жидкости, так й перегрев твердого состояния (большинство теорий перегрев предсказывает не так часто) имеющиеся данные по переохлаждению [558] количественно совпадают с теорией. [c.158]

Вследствие того, что дефекты стекла мишени шириной даже в несколько микрон создают неоднородность фона при передаче телевизионных изображений, диски подвергают шлифовке с применением электрокорунда марок М8 и М7 и последуюшей полировке с использованием лолирита (порошок с содержанием окислов редкоземельных металлов не менее 977о при минимальном количестве царапающих примесей) до полного удаления раковин, пузырей, камней, мошки и других недостатков стекла. [c.302]

Полирование —на фетровых планшайбах с использованием водной суспензии полирита, содержащего не менее 97% окислов редкоземельных металлов при минимальном количестве царапающих примесей (частиц величиной более 10 мк). На полироранной поверхности не должно быть царапин, вскрытых пузырей, точек и других дефектов. [c.414]

Важной характерной особенностью поверхностных состояний, связанных со структурными дефектами, является то, что их плотность можно снизить на 2—3 и более порядков посредством термообработок в ряде водородсодержащих сред при температуре выще 300° С [2.48]. Возможно, что активной компонентой в таких средах является просто атомарный водород, содержащийся в определенных равновесных концентрациях в молекулярном Н2, или такая компонента образуется в результате реакции активного металла, например алюминия, с водой, присутствующей на поверхности окисла под металлом [2.44]. Вероятно, в обоих случаях активный водород связывается с дефектом на границе раздела, ответственным за Nпредотвращая дальнейший захват заряда. Однако, возможно, что при определенных условиях проведения процесса одновременно может происходить и высвобождение атомов водорода. Вследствие этого существуют определенные оптимальные значения температуры, концентрации водорода и времени процесса, обеспечивающие минимальную плотность ловушек на границе раздела [c.67]

Повреждения могут быть выявлены в результате легкого прощупывания поверхности острым инструментом. Как правило, повреждения обнаруживаются внутри темных пятен, которые наблюдались во время охлаждения. Обычно бывают заметны дефекты на кромках они концентрируются на самых острых углах изделия. При испытании покрытия на вольфраме, тантале, ниобии и молибдене дефекты в большинстве случаев выявляют по наличию летучих окислов жаропрочных металлов. Некоторые покрытия, однако, могут самозалечиваться при продолжительном прогреве, даже если изделие оказывается неработоспособным. [c.231]

Сплавы магния МЛ4, M.II5 и др. (буква Л указывает на то, что сплавы. яитейпые) используют для получения отливок. Сваркой устраняют дефекты литья. Эти сплавы имеют повышенную склонность к образованию в швах горячих треш,ин, пор и усадочных рых-лот. Сплавы на основе магния активно окисляются на воздухе. Пленка собственных окислов магния на поверхности металла рыхлая и непрочная. Поэтому поверхность магниевых сплавов искусственно защищают пленкой из солей хромовой кислоты. По указанной причине перед сваркой с кромок и прилегающей поверхности основного металла (па ширину до 30 мм) травлением или механическим путем тщательно удаляют защитную пленку, окислы и другпе загрязнения. После сварки на поверхность сварного соедипопня вновь наносят защитную пленку. [c.350]

По теории концентрация дефектов в решетке окислов изменяется только при введении ионов другой валентности. Согласно работам кафедры коррозии металлов МИСиС, замена в окисле катионов основного металла катионами добавки с той же валентностью может изменить концентрацию катиоиных вакансий, а следовательно, и скорость окисления основного металла в случае замещения катионных вакансий ионами добавки это более вероятно, если радиус иона добавки меньше радиуса иона основного металла г , например при введении магния (г1 = 0,78Л) в железо, окисляющееся до FeO (/ == 0,83А). [c.112]

Интенсивность корозии титана в соляной кислоте можно уменьшить добавкой в раствор замедлителей коррозии— окислителей (азотная кислота, хромовая, К2СГ2О7, КМПО4, Н2О2, О2 и др.), а также солей некоторых металлов (меди, железа, платины и др.). При этом потенциа.п новой системы титан— раствор приобретает более положительное значение. В таком окисле, как ТЮг, число дефектов решетки на границе окисел — газ настолько мало, что достаточно незначительного количества кислорода, чтобы их ликвидировать. Вновь появляющиеся в процессе растворения дефекты благодаря присутствию кислорода будут устраняться, т. е. процесс пассивации будет преобладать над процессом растворения титана. [c.282]

При микроструктур ном анализе (микрранализ) исследуется структура металла при увеличении в 50—2000 раз с помощью оптических микроскопов. Микроисследование позволяет установить качество металла, в том числе обнаружить пережог металла, наличие окислов по границам зерен, засоренность металла неметаллическими включениями (оксидами, сульфидами), величину зерен металла, изменение состава металла при сварке, микроскопические трещины, поры и некоторые другие дефекты структуры. [c.153]

Введением в сплав легирующих элементов улучшают защитные свойства образующейся оксидной пленки в результате уменьшения числа дефектов в решетке окисла, по которым осуществляется диффузия реагентов (в основном кислорода) или образование высокозащитных двойных (смешанных) окислов, легирующук компонента с основным металлом типа шпинели (Fe rgOi на хромистых сталях [c.29]

Наряду со стекловолокном основными упрочнителями композитов являются углеродные (графитовые) волокна, нитевидные кристаллы и волокна нз высокопрочных металлов, таких, как бор. Эти волокна менее чувствительны к воде, чем стеклянные, уже потому, что они не так гидрофильны. Вайетт и Эшби [78] сравнивали действие воды на полиэфирные композиты, армированные волокнами углерода и Е-стекла. В обоих случаях наблюдалось набухание смолы, однако интенсивно ра сслаивался только стеклопластик. Предполагалось, что волокна из металлов или из окислов металлов не более гидрофильны, чем кварц, а, как уже отмечалось [2], кварцевые волокна не расслаиваются при выдержке композита в воде. Тем не менее металлы и окислы металлов (в отличие от углерода) подвержены коррозии под напряжением [76]. Очевидно, накопление воды на поверхности раздела между окислом металла и полимером, которое является следствием гидрофильного загрязнения, приводит к образованию дефектов и разрыву волокна. [c.115]

Трубы для поверхностей нагрева из стали 12Х2МФСР чаще содержат металлургические дефекты, чем трубы таких же типоразмеров из других сталей. Так, в январе 1968 г. на котле ПК-41 одной из ГРЭС были зарегистрированы случаи разрушения труб ширмового пароперегревателя первой и второй ступени. Причины разрушения— продольные трещины, расположенные с внутренней стороны стенки трубы, причем в каждом сечении имеется несколько таких трещин (рис. 4-3). По краям трещин плотность карбидов существенно меньше, чем вдали от них, что говорит об обезуглероживании металла. Трещины заполнены окислами. Если в эксплуатации сразу развивались две трещины с приблизительно одинаковой скоростью, то из стенки трубы вырывало кусок металла. Механические свойства и химический состав всех исследованных в МО ЦКТИ труб, имевших повреждения, удовлетворяли требованиям МРТУ 14-4-21-67. 122 [c.122]

Отливки из хромистой нержавеюи1ей стали склонны к образованию подповерхностных тре цип в процессе термической обработки. Эти трещины. чалегают на глубине около 5 мм п не выходят на поверхность. Поверхность отливок получается неровной вследствие образования на ней окислов хрома. Отливки подвергаются механической обработке по всей поверхности. Обнаруженные трещины ремонтируют путем выборки металла на всю глубину дефекта и заварки. [c.167]

При нагревании стали до 600° скорость роста окисной пленки подчиняется степенному закону с показателем степени больше двух. При этой температуре на поверхности стали образуются все три окисла ГегОз, Гез04 и FeO. Толстые многослойные пленки имеют много дефектов в етроении, вызванных различием в линейных и объемных коэффициентах теплового расширения. Наличие на поверхности надрывов и трещин облегчает процесс диффузии и способствует повышению скорости роста пленки. Разные окислы слабо сцеплены между собой, поэтому иногда наблюдается откалывание окалины даже без воздействия абразива. Этот процесс особенно заметен на углеродистых сталях при температуре выше 575°, когда на границе металл — пленка начинает образовываться закись железа, имеющая плохое сцепление с основным металлом [20]. Кроме того, толстые пленки очень хрупки, что приводит к возрастанию роли ударного износа, так как даже малоабразивные и мелкие частицы будут пробивать окалину, тогда как при ее отсутствии они практически не влияют на износ. Образованию рыхлых пленок спо- [c.27]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...