Водород коэффициент диффузии

Вольфрам не образует гидридов при непосредственном контакте с водородом. Коэффициент диффузии водорода в вольфраме, >0 = 0,81.10 см /с, а энергия активации процесса диффузии составляет Ей = 39 600 кал/моль при 1055—1500°С [80]. [c.415]

Как видно из этих данных, коэффициенты диффузии в жидком железе всех элементов, кроме водорода, имеют один порядок и составляют относительно малую величину. У водорода коэффициент диффузии на два порядка больше, так как размер его частиц (протона) не- [c.59]

Здесь С — концентрация водорода в объеме металла, I — поток водорода, D — коэффициент диффузии, Ун — парциальный молярный объем водорода в металле, R — газовая постоянная, Т — абсолютная температура, — оператор градиента. [c.353]

Таблица 17.38. Параметры соотношения (17.13) для коэффициента диффузии атомов водорода и его изотопов в металлах [9J

До недавнего времени считалось общепринятым, что процесс обезуглероживания идет только на поверхности границ зерен. При этом вследствие создания градиента концентрации углерода в микрообъемах, внутри зерна происходит диссоциация цементита и выделившийся углерод диффундирует к пограничным участкам, где взаимодействует с водородом. Подтверждением этой точки зрения служило видимое отсутствие растрескивания внутри перлитного зерна. Однако наличие мелкодисперсного феррита после опытов и некоторых факторов при обезуглероживании стали в условиях повышенных температур и давлений водорода трудно объяснить, исходя из общепринятого механизма обезуглероживания, Например, сильное влияние давления водорода на скорость обезуглероживания (рис. 20), низкие значения коэффициентов диффузии углерода (табл. 7) в феррите при температурах 300-500 и быстрое обезуглероживание стали в этих условиях. [c.167]

Коэффициенты диффузии углерода и водорода ва-Ре[82] [c.167]

Химическая реакция взаимодействия водорода с углеродом стали осложнена целым рядом физических процессов. Так, при обезуглероживании стали протекают как диффузионные процессы, так и химические. Однако, как было отмечено выше, скорость проникновения и насыщения стали водородом, т.е. диффузионные процессы, не определяют скорость обезуглероживания. Скорость диффузии углерода в зоне реакции (границы зерен металла) на первый взгляд, также могла бы быть лимитирующей стадией в процессе обезуглероживания стали, особенно в области сравнительно низких температур, когда коэффициент диффузии углерода имеет небольшие значения. Однако и это не согласуется с экспериментальными наблюдениями. [c.168]

Достижения в исследовании влияния кремния нашли свое отражение в фирменной модификации стали 4340, названной 300 М, содержащей от 1,5 до 1,8% 51. В отношении механизма высказывались предположения, во-первых, что при наличии кремния е-карбид не может быть эффективным катодным центром для разрядки водорода [9, 17], во-вторых, что карбид повышает стойкость к растрескиванию, являясь ловушкой водорода [26], и, в-третьих, что кремний уменьшает коэффициенты диффузии вредных примесей, в частности водорода [15, 16]. Таким образом, роль кремния по существу не выяснена и может быть сложной, но положительный эффект хорошо подтверждается, особенно в случае высокопрочных сталей. Повышение стойкости сталей при введении кремния представляет резкий контраст по сравнению с отрицательным влиянием марганца, поэтому было бы целесообразно выбрать именно кремний в качестве легирующей добавки для повышения прочности и закаливаемости сталей, используемых в агрессивных средах. Однако такие добавки могут ухудшать обрабатываемость и свариваемость сталей, так что применение высоких концентраций кремния потребует тщательной разработки сплава с учетом всех свойств. [c.55]

Вязкость с повышением температуры уменьшается, а сила предельного диффузионного тока, как это видно из перечисленных выше факторов, увеличивается. С повышением температуры электролита толщина диффузионного слоя увеличивается, но очень мало —0,19% на ГС. Такой вывод на первый взгляд кажется несколько неожиданным. Однако из анализа уравнения (Г20) следует, что толщина диффузионного слоя зависит от коэффициента диффузии в большей степени, чем от вязкости коэффициент диффузии входит в степени Гз, а вязкость — в степени Ге- А так как коэффициент диффузии с повышением температуры увеличивается, толщина диффузионного слоя на вращающемся дисковом электроде с повышением температуры также несколько увеличивается (в 1,1 раза) при изменении температуры с 20° до 80° С) [1,12]. Ввиду того, что растворимость кислорода с повышением температуры до 100° С уменьшается, величина предельного диффузионного тока при восстановлении кислорода как до перекиси водорода (п = 2), так и до воды (п = 4) на медном амальгамированном вращающемся электроде с повышением температуры достигает максимума (табл. ГЗ). [c.27]

Весовым методом были определены коэффициенты диффузии углекислого газа в водород и в азот, азота в водород [5] (все три системы газов в интервале температур 20—800° С), а также паров йода в углекислый газ [6] (200—1000° С) и в азот [7] (200—600° С). [c.182]

Важно обратить внимание на то, что коэффициент диффузии водорода в воздухе более чем в 3 раза превышает значение D для метана и почти в 6 раз — значения D для этана. [c.72]

Для сварочных свойств разработаны специальные программы, позволяющие по данным химсостава определять класс стали, способы сварки, необходимость подогрева. Аналогичные программы составлены для определения по данным химсостава при различных температурах испытания таких физических свойств, как коэффициент диффузии водорода и коэффициент предельного насыщения водородом. [c.46]

Модуль упругости Модуль сдвига Плотность Удельное электросопротивление Удельная теплоемкость Коэффициент линейного расширения Коэффициент теплопроводности Коэффициент диффузии водорода Коэффициент предельного насыщения водородом [c.49]

Высокая растворимость газов в расплавленном состоянии способствует образованию пор при кристаллизации. Основной причиной появления пор в алюминиевых швах является наличие водорода (рис. 12.1, б). Водород, растворенный в жидком металле, при затвердевании должен выделиться из него в количестве 90. .. 95 % своего объема, но этому препятствуют плотная окисная пленка и низкий коэффициент диффузии водорода в алюминии. Поры преимущественно располагаются внутри шва вблизи границы сплавления и у поверхности шва. Борьба с газовой по- [c.438]

Коэффициент диффузии водорода в а-фазе титанового сплава выше, чем в р-фазе. Поэтому сплавы, содержащие а-фазу, легче подвергаются наводороживанию. В титановых сплавах с а-фазой быстрее образуется гидридная фаза, так как а-фаза мало растворяет водород. [c.147]

Атомарный водород в силу высокой подвижности (коэффициент диффузии >н = 10 м с) диффундирует в объеме стали, накапливаясь в местах сосредоточения внутренних напряжений и несовершенств кристаллической решетки. Дефекты металла в виде пор являются своеобразными ловушками для атомарного водорода в них происходит его молизация, идущая с образованием плоскостного давления до 400 МПа [2.7]. [c.141]

В табл. 1 по данным различных авторов приведены основные константы диффузия в а- и 7-железе водорода, азота, углерода и бора. Как видно из табл. 1, чем меньше размер атома, тем меньше деформация решетки же.теза, необходимая для осуществления перескока атома из одного междоузлия в соседнее, а следовательно, ниже энергия активации и выше коэффициент диффузии. Энергия активации атомов внедрения линейно зависит от их атомного радиуса [29]. [c.285]

В процессе ковки концентрация водорода в поверхностном слое несколько снижается, а по сечению поковок выравнивается. Степень завершения приведенных процессов определяется сечением деформируемых поковок, величиной и длительностью горячей пластической деформации, значением коэффициента диффузии водорода. [c.608]

Процесс поглощения водорода титаном и его сплавами во многом определяется коэффициентом диффузии водорода. Коэффициенты диффузии водорода в иодидном титане впервые были определены Василевским и Келем [301] по количеству водорода, поглощаемому стандартными образцами из Газовой фазы за известное время. При применении этого метода возможны ощибки эксперимента из-за поверхностных пленок. [c.282]

Газ1Я диффундируют через кварцевое стекло только нрн высоких температурах хлористый водород — при температурах 1400° С и выше метан, кислород н углекислота — при 1.300° С. Наиболее легко диффундируют газы с наименьшим атомным весом (гелий, водород) —при 500° С. Коэффициент диффузии 1 азон через прозрачное ква])цевое стекло при температуре 700° С составляет для гелия 2,1 10 , для водорода и дейтерия 2,1 10" 11 1,7-Ю для неона — 4,2 10 °, а для аргона, кислорода и [c.371]

Распределение Нд по объему сварного соединения и его концентрацию в любой заданной точке определяют экспериментальнорасчетным способом. Способ состоит в экспериментальном определении исходной концентрации диффузионного водорода в металле шва Нш(0), установлении зависимости коэффициента диффузии водорода от температуры для шва, ЗТВ и основного металла и параметров перехода остаточного (металлургического) водорода Но в основном металле в Нд и обратно при сварочном нагреве и охлаждении. Расчетная часть заключается в решении тепловой задачи для заданных типа сварного соединения, режима сварки и решения диффузионной задачи. Последняя для сварки однородных материалов представляет ч 1Сленное решение дифференциального уравнения второго закона Фика, описывающего неизотермическую диффузию водорода с учетом термодиффузионных потоков в двумерной системе координат [c.534]

О пористости покрытий можно судить по водородопроницаемости. Исследование водородопроницаемости покрытий при низких температурах экспериментально затруднено, так как она зависит от множества различных факторов и требует использования высокочувствительных методов. Скорость проникновения водорода через различные мембраны обычно характеризуется коэффициентом диффузии, изменением равновесного или стационарного потенциала, плотностью тока в потенциоста-тическом режиме, временем проникновения водорода через мембрану. [c.69]

Барьерный эффект снижается с увеличением пористости покрытия. Незначительный коэффициент диффузии при высокой плотности покрытия приводи г к задержке в.>дор1- да в. металле оснчвы Видор1Дн я хруп кость стали не устраняется даже после термической обработки. Для никелевого покрытия максимальное количество водорода наблюдается также в слое толщиной 1 мкм, прилегающем к основе по мере увеличе- [c.103]

Экоперимсптальные данные по диффузии водорода и его изотопов показывают, что квантовые особенности действительно имеют место и, в частности, измеренные коэффициенты диффузии водорода оказываются больше тех, которые получаются при оценке, сделашюп в рамках классической теории. [c.18]

Проявление блистеринга зависит от скорости накопления внедренных частиц (водород, гелий) в приповерхностном слое, которая определяется соотношением плотности потока бомбардирующих частиц и диффузионного потока из материала в вакуумную камеру. Коэффициенты диффузии и растворимости гелия в металлах чрезвычайно малы, значительно меньше, чем соответствующие коэффициенты для водорода. Поэтому металлы более подвержены гелиевому блистерингу, чем водородному. Силикатные материалы и покрытия, в особенности имеющие стекловидную фазу с высоким содержанием окислов-стеклообразователей, заметно проницаемы для гелия, причем коэффициент проницаемости экспоненциально растет с ростом температуры. [c.196]

Часто утверждается (см. также рис. 8), что стойкость к растрескиванию во внешней среде возрастает с повышением температуры отпуска [9, 15, 23, 27]. При этом, конечно, предполагается, что доллсны быть исключены области температур, вызывающих охрупчивание в результате отпуска [7, 17, 52]. Предполагалось, что этот эффект может быть связан с изменением коэффициента диффузии водорода [15], с облегчением межкристаллитного растрескивания [9] или с растрескиванием смешанного типа [54]. Однако прямых подтверждений какого-либо из этих предположений по существу нет. Более того, следует поставить вопрос о том, насколько общей является взаимосвязь температуры отпуска и стойкости к растрескиванию, поскольку в случае хромистых мартенситных нержавеющих сталей подобной корреляции не обнаружено [54, 56]. [c.63]

В более крупном масштабе водород диффундирует к местам максимального трехосного напряжения вблизи вершин трещин [318, 319]. На рис. 51 показано, что в условиях пластического раскрытия трещины [320] такие напряжения возникают очень близко от вершины. Во всей пластической зоне у вершины трещины водород может накапливаться в любом из мест, изображенных на рис. 50. Перенос водорода в пластической зоне вполне может происходить преимущественно путем диффузии, особенно в сталях [318], поскольку размеры таких зон часто малы в условиях роста трещин при высоких уровнях прочности (см. значения Кхкр на рис. 7). Если бы в сталях преобладал перенос путем решеточной диффузии, то не следовало бы ожидать и существования корреляции между типом скольжения и степенью водородного охрупчивания, хотя согласно имеющимся теперь данным нельзя исключать и возможность дислокационного переноса водорода. В других материалах, где коэффициенты диффузии водорода малы, дислокационный транспорт особенно вероятен. [c.131]

На кафедре проводятся теоретические и экспериментальные исследования по вопросам взаимодействия газов с литейными сплавами. Разработаны теория и методика экспериментального определения водо-родопроницаемости, коэффициентов диффузии и массопереноса водорода в жидких металлах. Помимо расширения представлений о модели жидкого состояния металлов появилась реальная возможность использования явления переноса водорода для практического применения. На основании этих исследований разработаны методика и конструкции установок для экспресс-определения содержания водорода в жидких алюминиевых сплавах непосредственно в плавильных или раздаточных печах. [c.68]

Было установлено, что лимитирующим звеном для процесса дегазации является диффузия вещества в поверхностном слое или десорбция. Коэффициенты диффузии азота и водорода приведены в табл. 21. На скорость удаления азота большое влияние оказывает содержание кислорода и серы, а также перемешивание металла. В связи с этим продувка жидкого металла газами типа пропана, способствующая снижению содержания кислорода и перемешиванию металла, интенсифицирует процесс деазотации. Например, при выплавке в 50-кг ВИП нержавеющей стали 000Х18Н12 с продувкой пропаном константа скорости удаления азота возросла до (2,7— 15) 10- сек против 1,34-10 при простой вы- [c.207]

Коэффициенты диффузии азота и водорода в сплавах F —Сг и Fe—Сг—Ni (данные Б. В. Линчевского) [c.207]

В двигателе Стирлинга давление вне трубки мало по сравнению с внутренним давлением, и им можно пренебречь. Параметры Ко и Do — это константы растворимости и диффузии, которые можно найти с помощью законов Зиверта и Фика [42], AHs — скрытая теплота растворения, а Еа — энергия активации процесса самодиффузии. Таким образом, можно видеть, что скорость просачивания водорода сквозь твердый материал зависит от многих факторов. Давление и температура являются рабочими параметрами и определяют рабочие характеристики двигателя, поэтому их изменение с целью облегчения проблемы диффузии может и не улучщить конечных результатов. Аналогичным образом изменение площади поверхности трубки или ее толщины может противоречить теплопрочностным требованиям. Следовательно, лищь физические характеристики материала — коэффициент растворимости К и коэффициент диффузии D — являются теми двумя параметрами, которые можно изменять с наименьшими ограничениями. Однако значения этих двух коэффициентов практически неизвестны для материалов, исполь- [c.264]

Таким образом, проницаемость и коэффициент диффузии водорода при данной температуре в значительной степени определяются структурным состоянием, степенью дефектности структуры, природой, размером и характером распределения неметаллических включений и плотностью материала, т. е. наличием пористости, Все это имеет практическое значение при разработке противофлокенпой термической обработки крупных поковок. [c.620]

При анализе электрохимического наводороживания используют методы, основанные на определении скорости проникновения водорода через тонкую мембрану, изготовленную из металла с высоким коэффициентом диффузии водорода палладия, армко-железа и др. 46,55-57J. Для регистрации количества водорода, диффундирующего через мембрану, используют различные способы. Простейшим является измерение увеличения давления или объема газа в регистрирующей части ячейки. В устройстве для определения наводороживания металла при трении в кислоте 57J измерение потока водорода проводят при непрерывной откачке системы со стороны выхода мембраны с помощью омегатронного измерителя парциального давления. [c.25]

Установлено, что поглощение водорода сталью и его диффузия зависят от структуры, размеров зерна, химического состава и термообработки стали. При электролитическом наводороживании сталь с различной структурой, при одинаковых условиях наводороживания, поглощает водорода (в сж /ЮО г) мартенсит — 6,9 троостит —15,9 сорбит — 46,5 перлит-феррит — 25,0 [108]. Растворимость и поглощение водорода мелкозернистой сталью выше, чем крупнозернистой, тогда как скорость ди( узии водорода,наоборот, уменьшается с увеличением дисперсности структурных составляющих [33]. Японские исследователи Мима и Миддута [214] установили, что водород сначала в основном поглощается зернами свободного феррита, а затем другими компонентами. Процесс диффузии водорода в стали с различным содержанием углерода (от 0,07 до 0,84% С) при электролитическом наводороживании при комнатной температуре хорошо описывается формулой Фика коэффициент диффузии, подсчитанный этими авторами для исследованных сталей, оказался равным 3,7-10-5 m Imuh. [c.30]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...