Растворение сплаво гетерогенных

Растворение твердого металла в жидком состоит из двух последовательных стадий гетерогенной и гомогенной диффузии. Скорость процесса растворения определяется или одной, более заторможенной из этих стадий (первой—при растворении Рев Na, РЬ в сплавах РЬ—Sn, рис. 103, а) второй — при растворении Си в РЬ и Bi, Ni и РЬ, Fe в Hg рис. 103, б) или обеими (при растворении Ni и Си в РЬ, РЬ в Sn) и в изотермических условиях плавно изменяется от начального максимального значения до нуля при достаточно большой длительности растворения. Повышение температуры и движение жидкого металла увеличивают скорость растворения. Растворение сплавов может быть селективным (избирательным). [c.143]

Химическая гетерогенность поверхности сплава оказывает влияние также на скорость процесса восстановления окислителя из раствора, сопряженного е процессом окисления (растворения) сплава. Поэтому на отдельных участках сплава скорость катодного процесса при одном и том же потенциале, строго говоря, будет различной. В случае физической неоднородности поверхности (выход на поверхность кристаллитов с разной ориентацией граней) скорость восстановления окислителя (например, НдО" -иона) может быть близка по величине. В присутствии ингибитора различие также может стать существенным из-за разной адсорбционной способности кристаллографических граней [25 J. [c.35]

Для гетерогенных сплавов мы имеем дифференциальные анодные кривые для каждой структурной составляющей. В противоположность гомогенным сплавам здесь значительно труднее подбирать раствор, особенно в условиях, когда скорость растворения сплава лимитируется скоростью восстановления окислителя. [c.72]

Скорость растворения сплавов сильно зависит от их кристаллического строения. В этом отношении важно, представляют ли сплавы гомогенную фазу (твердый раствор) или гетерогенную смесь кристаллов чистых компонентов, твердых растворов и интерметаллических соединений в любой комбинации. В соответствии с этим целесообразно исследовать работу микроэлементов в сплаве для случаев, когда их электродами являются чистые металлы, твердые растворы или интерметаллические соединения. [c.54]

При ускоренном охлаждении и больших степенях переохлаждения вместо стабильной фазы 0 часто образуется метастабиль-ная фаза 0, содержащая обычно меньше растворенного компонента, чем в стабильной (см. рис. 13.6). Фаза 0 зарождается гетерогенно предпочтительно на малоугловых границах блоков внутри зерен, скоплениях вакансий и отдельных дислокациях. Они имеют полностью или частично когерентные границы раздела. Возникновение метастабильных фаз обусловлено меньшим значением энергетического барьера при их зарождении, чем стабильных. Кроме того, для возникновения метастабильной фазы требуются меньшие концентрационные флуктуации. При длительной выдержке может произойти переход 0 в 0, в результате чего будет достигнуто равновесное состояние сплава с минимальной свободной энергией. [c.498]

Гетерогенными называются системы, которые состоят из нескольких физически однородных, или гомогенных, тел, так что внутри систем имеются разрывы непрерывности в изменении их свойств. Эти системы представляют собой совокупности или различных агрегатных состояний одного и того же вещества (лед — вода, вода — пар и т. д.), или различных кристаллических модификаций (серое и белое олово и др.), или различных продуктов взаимного растворения (водный раствор соли — твердая соль — пар), или продуктов химического взаимодействия различных веществ (жидкий сплав и твердое химическое соединение двух металлов). [c.22]

Анодное травление, напротив, возможно. При электролитическом травлении в 10%-ном растворе молочной кислоты с добавлением разбавленной азотной кислоты уже в ходе травления, до того как растворение прекращается, хорошо выявляется структура, особенно у гетерогенных сплавов палладия с очень большой разностью потенциалов между отдельными фазами. [c.252]

Следует, однако, различать явления термической и механической малоцикловой усталости, происходящей при высокой постоянной температуре. Термическая усталость связана с непостоянством температуры в цикле, обусловливающим протекание ряда характерных для этого явления процессов. При термической усталости циклическое пластическое деформирование происходит в определенном интервале температур и в полуциклах нагрева и охлаждения оказывает различное влияние на характер изменения структуры и свойств материала. Например, помимо естественного различия физико-механических свойств материала при максимальной и минимальной температурах цикла может существенно отличаться характер происходящих в структуре процессов (растворение или выделение частиц второй фазы в гетерогенных технических сплавах). [c.7]

Метод электрополирования применим для всех чистых металлов, однофазных сплавов, а также тех гетерогенных сплавов, у которых анодное растворение отдельных структурных составляющих происходит с примерно одинаковой скоростью, в частности для большинства сталей. [c.20]

Неоднозначность в коррозионном поведении хороша иллюстрируется результатами сопоставления скорости коррозии гетерогенных сплавов и соответствующих чистых металлов. Для сплавов систем Zn—Sn и d—Sn скорость коррозии в соляной кислоте в несколько раз выше, чем чистых электроотрицательных металлов (Zn и d) [151, 152], хотя содержание Sn в этих испытаниях составляло всего 5 и 8 ат.% соответственно. Для сплавов системы Zn—Sn на основе олова (97 и 98,5 ат.%) в соляной и серной кислотах характерна возможность перехода в раствор обоих компонентов. Однако олово переходит в раствор в большем количестве, чем при растворении чистого металла в тех же условиях. Повышенная коррозионная активность компонентов по сравнению с соответствующими чистыми металлами наблюдалась и для сплавов систем Zn— d и d—Pb [153]. [c.158]

В зависимости от величины стационарного потенциала за-поляризованного гетерогенного сплава можно иметь различные скорости растворения структурных составляющих и физически неоднородных участков металла. Особенностью катодного процесса при этом является отсутствие диффузионного контроля. Важно, чтобы [c.69]

С помощью анодного растворения могут успешно решаться и задачи фазового анализа гетерогенного сплава. В зависимости от заданного анодного потенциала можно достигнуть условий, при которых одна структурная составляющая будет переходить в раствор, в то время как другая не будет растворяться и может быть собрана в виде шлама. Таким образом, в зависимости от хода анодных кривых, заданного потенциала и длительности поляризации будут созданы наиболее выгодные условия для фазового анализа, при котором будет осуществляться избирательное растворение структурных составляющих. При этом путем подбора раствора, введения тех или иных анионов, комплексообразователей и анодных замедлителей можно изменить ход кривых анодной поляризации различных структурных составляющих и достичь желаемого эффекта при избирательном растворении-той или иной фазы. [c.70]

Исходя из теории дифференциальных анодных и катодных кривых, следует иметь различный подход к выбору растворов для химического фрезерования гомогенных и гетерогенных сплавов. Общим для всех металлов и сплавов является то, что для целен химического фрезерования необходимо использовать участок анодных кривых, характеризующих активное состояние металлов. Для гомогенных сплавов в активной области в больщинстве случаев мы имеем одну анодную кривую. В зависимости от величины окислительно-восстановительного потенциала, pH раствора и природы анодной реакции можно получить различную скорость растворения (фиг. 23, 24). [c.71]

В случае гетерогенных сплавов выгодными являются условия, при которых процесс растворения металла контролируется скоростью диффузии окислителя. При этом сохраняется одинаковая плотность анодного тока для различных структурных составляющих, однако они не будут заполяризованы до одного общего потенциала и, следовательно, будут работать при различных потенциалах (фиг. 25). Но и при этих условиях может поддерживаться некоторое различие в скоростях растворения за счет различного электрохимического эквивалента структурных составляющих. [c.73]

Фиг. 25. Поляризационная диаграмма, поясняющая одинаковую скорость растворения различных структурных составляющих гетерогенного-сплава при диффузионном контроле катодного процесса.

Поведение гетерогенных сплавов определяется дифференциальными анодными кривыми, характеризующими отдельные структурные составляющие. В этом случае при заданном анодном потенциале различные участки металла будут растворяться с различной скоростью. Регулирование такого процесса для гетерогенных сплавов весьма затруднительно. С целью получения гладкой поверхности необходимо подобрать такой раствор и задать такой потенциал, чтобы скорость растворения гетерогенного сплава контролировалась скоростью диффузии ионов металла или продуктов анодной реакции в раствор. [c.75]

Условия растворения гетерогенного сплава также определяются величиной стационарного потенциала, устанавливающегося в процессе поляризации сплава. Величина общего стационарного потенциала для полностью поляризованной системы будет зависеть от величины окислительно-восстановительного потенциала раствора. Путем изменения стационарного потенциала, достигаемого через изменение окислительно-восстановительного потенциала и pH среды, могут быть подобраны такие условия, при которых будет наблюдаться полирующий эффект. [c.79]

Из теории микроэлементов вытекает, что при отсутствии на поверхности металла разнородных участков процесс коррозии не будет иметь места. Опыты с чистыми металлами (дистиллированным цинком) показывают, что их скорость коррозии значительно меньше, чем технического металла. Однако имеются гомогенные сплавы (амальгамы), которые в то же время разрушаются очень быстро. Гипотеза невозможности растворения гомогенных металлов оказывается в противоречии с опытом и термодинамикой. Для объяснения электрохимического механизма растворения амальгам А. Н. Фрумкиным была выдвинута теория гомогенно-электрохимического растворения металлов, не исключающая, а дополняющая теорию микроэлементов — теорию гетерогенно-электрохимического процесса растворения металлов. [c.40]

Электрохимически гетерогенный сплав в высокоэлектропроводных средах практически следует рассматривать как полностью поляризованную многоэлектродную систему, так как роль омического фактора крайне незначительна. Скорость коррозии различных участков гетерогенного сплава определяется поэтому не столько различием в потенциалах структурных составляющих и физически неоднородных участков, сколько различием б плотностях анодного тока на различных участках металла, что oispe-деляется значениями стационарного потенциала сплава при коррозии или наложенного анодного потенциала при анодном растворении сплава. [c.32]

Следует отметить, что на основании недавних исследований [31 ] при растворении твердых растворов и даже гетерогенных сплавов не всегда можно представить анодное растворение сплава рядом парциальных кривых, соответствующих растворению отдельных структурных составляю1дих. В общем случае при рассмотрении парциальных кривых нужно учитывать взаимное влияние компонентов. Так, например, прн растворении сплавов Fe—Сг в кислых растворах [32] было установлено, что по характеру зависимости парциальных скоростей растворения железа и хрома от потенциала и pH в активной области сплавы можно разделить на две группы. Для сплавов с низким содержанием хрома каждая структурная составлятщая характеризуется парциальными поляризационными кривыми, совпадающими по кинетическим параметрам о чистым железом. При концентрациях хрома в сплаве больших 13% кинетические характеристики железа и хрома еоответетвуют характеристикам чистого хрома [c.40]

Гетерогенные сплавы в электропроводных агрессивных средах при стационарных условиях следует рассматривать практически как полностью поляризованные системы. Скорость коррозии отдельных участков гетерогенных сплавов в этом случае оиреде-.1ЯСТСЯ не столько различием в потенциалах структурных составляющих, сколько различием в плотностях анодного тока на различных участках металла, что определяется величиной стационарного потенциала сплава при коррозии в электролитах или величи-Hoii наложенного анодного потенциала при анод )ом растворении сплавов. [c.35]

Современная теория электрохимической коррозии металлов основывается на том, что не только чистый металл, но и металл с заведомо гетерогенной поверхностью корродирует в электро-ште как единый электрод согласно закономерностям электрохимической кинетики. На его поверхности одновременно и независимо друг от друга протекают анодная и катодная реакции, в совокупности составляющие процесс коррозии. В то же время роль электрохимической гетерогенности процесса электрохимической коррозии велика, хотя в ряде сл> чаев повышение гетерогенности приводит не к увеличению скорости коррозии, а, наоборот, к ее снижению. Качественно и количественно роль гетерогенности проявляется в кинётгмеских Характеристиках анодной и катодаой реакций. При коррозии технических сплавов, для которых характерен высокий уровень электрохимической гетерогенности поверхности, возможно неравномерное распределение скорости анодного процесса на поверхности сплава, обусловливающее преимущественное растворение отдельных фаз, что приводит к локализации коррозии [25, 27]. [c.29]

Большое значение для коррозии имеют гетерогенность сплавов, величина зерена и чистота по включениям. Усиленной коррозии подвергаются анодные по отношению к матрице фазы. При относительно малой величине поверхности анодной фазы скорость растворения ее возрастает на несколько порядков, приводя к опасным структурно-избирательным видам коррозии (межкристаллит-ная коррозия, обесцинковапие двухфазных латуней, расслаивающая корро.зпя алюминиевых сплавов и др.). [c.23]

Подтверждением эффективности правила положительного градиента является научное открытие эффекта избирательного переноса тел, сделанное Д. Н. Гаркуновым и И. В. Крагель-ским. Изучая механизм взаимодействия твердого тела со смазками, авторам открытия удалось получить условия, при которых из такой системы, какую представляет собой, например, бронза, вследствие избирательного растворения активной смазкой удаляются анодно-легирующие элементы (цинк, олово, железо и др.). Таким образом, сплав, имеющий неоднородную, многофазную гетерогенную структуру или однородный твердый раствор, обогащается медью. В этом случае в кристаллической решетке меди образуются вакансии, причем, если количество этих вакансий превышает 10%, кристаллическая ре- [c.89]

Как следовало ожидать, зависимость усвоения углерода от температуры выражается экспоненциальной функцией, что обусловлено диффузионной природой процесса. С понижением температуры жидкого сплава значение функции быстро уменьшается. Поскольку углерод в жидком сплаве усваивается поэтапно с диспергированием на частицы порядка 100 А и дальнейшим растворением, то для такой гетерогенной системы необходимо проводить термическую обработку расплава, позволяющую сознательно регулировать размеры частиц и свойства диспергированной фазы. Степень перегрева чугуна, продолжительность выдержки при этой температуре и химический состав сплава должны находиться при этом во взаимной связи. По терминологии Д. П. Иванова такая обработка синтетического чугуна называется термовременной. Она является средством формирования свойств и природы расплава, влияющих в дальнейшем на качество выплавляемого металла. [c.75]

Проанализирован-ные выше типичные случаи анодного растворения и коррозии полностью подтверждают положение, что в гомогенном сплаве отдельные компоненты в определенной мере проявляют свои собственные электрохимические свойства. Поэтому многокомпонентные фазы разрушаются иначе, чем чистые металлы. В большей степени сказанное относится к гетерогенным сплавам, компоненты которых в твердом состоянии взаимно не растворяются. В таком случае каждый компонент с самого начала представлен в спла [c.10]

Следовательно, результатом смешения А и В является образование твердог раствора термодинамически более стабильной системы, чем исходная гетерогенная система, представленная чистыми компонентами. Однако сам факт понижения общей энергии системы здесь не имеет решающего значения, так как при анодном растворении (коррозии) с электролитом взаимодействует не фаза как таковая, а совокупность атомов того или другого компонента. Поэтому при термодинамическом рассмотрении процесса селективной коррозии важнее иметь сведения, об индивидуальных (парциальных) состояниях компонентов в сплаве, а не об общей стабильности самой фазы. [c.12]

Остановимся в заключение на СР двухкомпонентных гетерогенных сплавов, составленных из металлов, взаимно не растворим >1х в твердрм состоянии. Поскольку это растворение сводится к ионизации А из собственной фазы, следует ожидать независимости анодной реакции от присутствия фазы другого компонента Однако при структурно-избирательном растворении тормозящее действие В также происходит, по мере его накопления на поверхности. Эффективность этого действия зависит от количественного состава и ]размеров зерен сплава. . [c.41]

Постепенное снижение может быть обусловлено уменьшением концентрации неравновесных вакансий в приповерхностных слоях сплавов из-за падения скорости растворения электроотрицательного компонента. Не исключено, тем не. менее, и искажающее влияние на диффузию в сплаве неэлектрохимических гетерогенных стадий растворения — поверхностной диффузии ад атомо"в, декристаллизации и т. д. Остается вероятным, кроме того, перераспределение во времени массо потоков в теле образца, связанное с проявлением тех или ИНЫХ структурных дефектов. Так, хроноамперометри-ческое изучение СР е- и -латуней в неводных средах показало [80J, что кривые спада тока во времени линеаризуются в координатах описывающих совместный [c.59]

Скорость коррозии в серной кислоте зависит от того, имеются или не имеются в их составе первичные кристаллы электроотрицательного компонента если их нет, коррозия протекает медленно и мало зависит от состава спла , но на заэвтектических по электроотрицательному компоненту концентрациях скорость коррозии резко возрастает 149, 150]. Подобная же ситуация обнаруживается и при селективном анодном растворении гетерогенных сплавов систем Zn— d, [c.157]

Различие электрохимических свойств компонентов гомогенных сплавов, а также свойств отдельных фаз в гетерогенных. сплавах является основной причиной их своеобраз-рого коррозионно-электрохимического поведения при взаимодействии с агрессивной средой. По крайней мере в начальный период растворение компонентов происходит с различной скоростью и только со временем, при выполнении ряда условий, может приобретать равномерный характер. [c.193]

Причины возникновения электрохимической гетерогенности могут быть самыми различными. По современным воззрениям электрохимическая гетерогенность поверхности металла может быть вызвана не только микронеоднородностью структуры металла как, например, различием в составе или ориентации отдельных кристаллов и наличием границ зерен или инородных включений [7,13]. Даже субмикронеоднородность металла как, например, местные несовершенства кристаллической решетки вследствие дислокаций или включения других атомов в решетку основного металла, а также различное энергетическое состояние атомов, зависящее от их полол<ения в решетке на поверхности, следует рассматривать как причины, вызывающие появление электрохимической гетерогенности металла. В предположении, что электрохимическая гетерогенность сплава существует даже на атомном уровне, нет необоснованных допущений, как это иногда высказывается, так как вполне очевидно, что элементарные анодные и катодные процессы относятся к отдельным дискретным атомам кристаллической решетки. Признание того, что электрохимическое растворение металла идет в виде двух независимых, но сопряженных процессов (анодного и катодного), влечет за собой и признание их дифференции в пространстве или во времени. Накопление на поверхности атомов более устойчивого компонента при растворении твердых металлических растворов может служить самым прямым доказательством того, что анодный процесс вполне реально (а не условно) относится к отдельным атомам более активного компонента твердого раствора. [c.23]

Таким образом, в общем случае, термодинамически возможный коррозионный процесс способен осуществляться одновременно тремя параллельными путями (механизмами) 1) химическим 2) гомогенно-электрохимическим 3) гетерогенно-электрохимическим. Однако, в некоторых случаях для упрощения расчетов вполне допустимо условно относить общий эффект коррозии к какому-нибудь одному преобладающему механизму. В случае электропроводной коррозионной среды (электролита) как правило, значительно чаще наблюдается электрохимический механизм и, за исключением особых случаев, его можно считать доминирующим. Какой при этом вариант будет преобладать — гетерогенный или гомогенный электрохимический — зависит от условий. Повидимому, преимущественное протекание процесса коррозии по гомогенно-электрохимическому механизму следует относить только к случаю коррозии особо чистых металлов, не имеющих структурных неоднородностей на поверхности, например, к жидким. В обычных случаях коррозии конструкционных металлов и сплавов надо предполагать преимущественное развитие процесса по гетерогенно-электрохимическому механизму. На это указывает обычно наблюдаемый макро- или микронеравномерный характер коррозионных разрушений или избирательное растворение компонентов сплава. [c.25]

В высокохромистых ферритных нержавеющих сталях (после закалки или нормализации с высоких температур) наиболее быстро растворяются в слабоокислительных условиях неравновесные обогащенные железом карбиды хрома, которые выпадают по границам зерен в процессе охлаждения. В дур-алюмине наибольшей скоростью растворения обладает интерметаллид СиАЬ, в то время как обедненный твердый раствор растворяется гораздо медленнее. Возникающие внутренние напряжения во всех случаях будут способствовать активации границ зерен. Внутренние напряжения могут усиливаться вследствие образования продуктов коррозии по границам зерен. Межкристаллитная коррозия гетерогенных сплавов может развиваться и в условиях, когда вся поверхность металла находится в активном состоянии, если имеется большая разница в равновесных потенциалах или поляризуемости структурных составляющих и физически неоднородных участков гетерогенного сплава. Она может медленно развиваться и при пассивнохМ состоянии зер на и границ зерен, если есть значительная разница в их скоростях растворения. [c.57]

Скорость растворения гетерогенного сплава может регулнро-наться не только диффузией окислителя, но также за счет создания поверхностного слоя собственных солей, образующихся вслед ствие пересыщения раствора продуктами агюдной реакции около [c.74]

Фиг. 26. Поляризационная диаграмма растворения различных структурных состав-.1ЯЮЩИХ гетерогенного сплава, контролируемого скоростью диффузии продуктов анодного 1 астворения в раствор (при потенциале ст). [c.74]

При полировании гетерогенных сплавов особенно важно создать регуляторы скорости растворения металла, так как после снятия выступов может происходить процесс структурного раство-рсния металлов с образованием структуры травления . [c.77]

Обобщенная теория структурной коррозии металлов, основанная на дифференциальных анодных кривых, позволяет объяснить большое многообразие явлений структурной коррозии, анодное растворение и поверхностную обработку гетерогенных сплавов 15 агрессивных средах (межкристаллитную коррозию, коррозию под напряжением, ножевую коррозию, точечную и язвенную коррозию, экстрагивную коррозию, коррозию в зазорах, электрополн-рование, химическое полирование, химическое фрезерование , электрохимическое фрезерование и др.) с учетом природы металла и раствора. [c.79]

Помимо уменьшения площади катодных включений в сплаве, уменьшения его общей катодной активности можно, достичь увеличением перенапряжения катодного процесса,. В качестве иллюстрации здесь следует указать на снижение водородного перенапряжения и связанное с этим уменьшение скорости растворения цинка, содержащего примеси Fe, Си или благородных металлов, путем его легирования кадмием, ртутью или простЫхМ амальгамированием его поверхности. По имеющимся в литературе данным можно также заключить, что дополнительное легирование марганцем (до 0,5—1%) технического магния и некоторых гетерогенных магниевых сплавов на основе технического магния, содержащих заметные примеси железа, значительно снижает скорость их коррозии в растворах хлоридов. Это, по-видимому, также определяется увеличением катодного перенапряжения на железной микроструктур-ной составляющей при введении в сплав марганца. [c.15]

При электрохимической коррозии гетерогенного двухфазного сплава будет наблюдаться преимущественное растворение более электрохимически отрицательной или менее пассивирующейся и, следовательнО, менее устойчивой фазы и накопление более электрохимически положительной (структурно-избирательная коррозия). [c.23]

Большая устойчивость одной из фазовых структур в ряде случаев может определяться большей ее термодинамической стабильностью. Так, например, обстоит дело в случае а-ьр-латуни, где а-фаза, содержащая меньшее количество цинка по сравнению с р-фазой, будет обладать большей термодинамической стабильностью и большей коррозионной устойчивостью, например в растворах кислот. Однако довольно часто повышенная устойчивость фазы определяется кинетическими факторами, например способностью одной из фаз гетерогенного сплава к более легкой пассивации. Это можно проиллюстрировать наблюденными закономерностями формирования поверхностной структуры при растворении сплайна Ti—Мо [47, 49]. Здесь наблюдалось, что в условиях коррозии в активном состоянии (40% H2SO4, 70° С), когда потенциал сплава устанавливается в активной области, преимущественно растворяется а-фаза, менее легированная молибденом по сравнению с р-фазой и поэто1му менее термодинамически стабильная. В этом случае при коррозии на поверхности накапливается р-фаза. Наоборот, если коррозия идет при более положительных потенциалах (за счет анодной поляризации или в более [c.23]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...