Железо парциального давления

Фиг. 7. Растворимость водорода в железе. Парциальное давление водорода в газовой фазе Рн,= 1 ста.

Если принять активность ионов железа равной 0,1, pH водн у катода 7,0, а парциальное давление кислорода на катоде таким же, как и в воздухе (0,2 ат), э. д. с. такого элемента составит 1,27 В. Это значение э. д. с. обеспечивается восстановлением кислорода на катоде и коррозией железа при исчезающе малом токе. На практике э. д. с. не достигает этого значения вследствие большой силы протекающего в системе тока, а также необратимого характера кислородного электрода и образования оксидной пленки на железе, но в целом, э. д. с. будет больше рассчитанной для двух платиновых электродов. [c.38]

Согласно адсорбционной теории, пассивность хрома и нержавеющих сталей, благодаря их повышенному сродству к кислороду, может достигаться путем непосредственной хемосорбции кислорода из воздуха или водных растворов. Количество кислорода, адсорбированного таким образом, имеет тот же порядок величины, что и пассивная пленка на железе, образованная путем анодной пассивации или пассивации в концентрированной азотной кислоте или хроматах [27]. Сходным образом атмосферный кислород может адсорбироваться непосредственно на железе и запассивировать его в аэрируемых щелочных растворах, а также в растворах близких к нейтральным с повышенным парциальным давлением кислорода . [c.82]

ПОВЫШЕННОЕ ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ КИСЛОРОДА. Хотя увеличение концентрации кислорода вначале и ускоряет коррозию железа при концентрации Оа выше критической скорость коррозии снова снижается [1а]. [c.101]

Снижение скорости коррозии обусловлено пассивацией железа кислородом, о чем свидетельствуют значения потенциалов в насыщенной воздухом воде от —0,4 до —0,5 В, и в насыщенной кислородом воде (28 мл Оа/л) от 0,1 до 0,4 В. Вероятно, при повышенном парциальном давлении Оа поверхности металла достигает больше кислорода, чем может быть восстановлено в результате коррозионной реакции, излишек способен образовать пассивную пленку . Согласно оксидно-пленочной теории, избыток кислорода, предположительно, окисляет пленку FeO, при этом образуется другая пленка, имеющая лучшие защитные свой- [c.101]

Увеличение щелочности среды (pH > 10) вызывает возрастание pH на поверхности железа. Скорость коррозии при этом уменьшается, так как железо все больше и больше пассивируется в присутствии щелочей и растворенного кислорода, что описано в разд. 6.1.1 ( Повышенное парциальное давление кислорода ). [c.105]

Окисление железа в области действия параболического закона усложняется образованием как минимум трех различных слоев оксида, и соотношение этих слоев может меняться в зависимости от температуры и парциального давления Oj. Данные разных авторов не всегда хорошо согласуются, возможно, вследствие различия в чистоте и в содержании углерода в образцах. [c.204]

Имеются данные о слабой зависимости скорости окисления железа от парциального давления кислорода в окружающей сре- де [64]. [c.63]

Пользуясь законами химической термодинамики, можно определить условия, при которых наступает равновесие между начальными и конечными продуктами реакций в закрытых системах при постоянной температуре и давлении, изобарных условиях. Анализ показывает, что равновесие устанавливается при определенных соотношениях парциального давления водорода и паров воды. Если это отношение велико, то начинается восстановление окислов железа, если оно мало, наблюдается окисление железа молекулами воды. [c.25]

Растворимость водорода в стали увеличивается пропорционально корню квадратному из парциального давления и возрастает по экспоненте с увеличением температуры при постоянном парциальном давлении водорода. При повышении температуры от 300 до 500 С растворимость водорода в чистом железе увеличивается в пять раз. Легирующие элементы относительно слабо влияют на растворимость водорода в стали, но могут существенно изменять скорость диффузии. [c.112]

При комнатной температуре растворимость водорода в железе найдена равной 0,005% [76] она прямо пропорциональна корню квадратному из парциального давления [77, 78]. Указывается, что растворение водорода в железе сопровождается образованием твердого раствора и гидридов [78, 79] и расширением кристаллической решетки железа. При повышении температуры до 400° С была достигнута растворимость [c.37]

Это условие легко соблюдать в атмосфере гелия в высокотемпературном реакторе, когда парциальное давление кислорода настолько низко, что железо не окисляется. При парциальных давлениях кислорода, когда коррозионное взаимодействие имеет место, распространение коррозии ограничивается скоростью, с которой ионы кислорода (или металла) могут диффундировать (или переноситься в результате ионной проводимости) через окисную пленку. Когда процесс диффузии происходит с постоянной скоростью, рост окисной пленки описывается уравнением [c.30]

Физико-химические способы применяют преимущественно для изготовления совершенных нитевидных кристаллов высокой прочности. Среди этой группы способов основным является получение усов восстановлением различного рода соединений металлов. В качестве исходных материалов используют галогениды, сульфиды и оксиды, восстанавливаемые газообразным или твердым восстановителем. Тонкие нитевидные кристаллы растут при определенных условиях восстановления (температура, парциальное давление восстанавливаемого соединения, свойства восстановителя и др.), причем большинство кристаллов при оптимальных условиях процесса получаются гладкими и прямыми, диаметр их 1 - 20 мкм. Так, температура восстановления галогенидов составляет для меди 650 °С, железа 730-760 °С, никеля 740 "С, марганца 940 С, кобальта 750 °С. Повышение температуры восстановления сверх оптимальной приводит сначала к возникновению пластинчатых образований, а затем к росту крупных, хорошо развитых кристаллов, тогда как усы не образуются. [c.182]

Из сопоставления кривых равновесия железа и хрома с углекислым газом и окисью углерода следует, что они имеют противоположный характер. Если для железа при постоянном отношении парциальных давлений Рг о [c.669]

Испытания волокон при растяжении показали, что они не могут остаться неповрежденными после выдержки более 1 с в расплавленном алюминии или 1 ч при 500° С. На скорость взаимодействия алюминия с бором, конечно, оказывают влияние легируюш ие примеси в алюминии и парциальное давление или активность кислорода в контакте с волокном. Основные легирующие элементы в алюминии, такие, как медь, марганец, кремний, магний, никель и железо, менее реакционноспособны по отношению к бору, чем алюминий. Положительная роль легируюш их компонентов состоит в том, что они снижают температуру плавления и повышают жидкотекучесть расплава (например, при легировании кремнием [c.431]

При больших парциальных давлениях кислорода (например, в атмосфере кислорода) возможна пассивация железа и в отсутствие быстрого движения жидкой среды [1, 218], как следует из данных рис. 135. В этом случае скорость доставки кислорода для катодного процесса повышается вследствие увеличения растворимости кислорода при увеличении его парциального давления над жидкостью. [c.196]

Так, например, в вакууме 1,33-10 Па оставшийся газ состоит приблизительно на 70% из водяного пара. Кислород даже при парциальном давлении, равном 2,66-10 Па, все еще окисляет железо. Распад FeO начинается только в вакууме примерно 1,33-10 " Па. Однако скорость окисления в вакууме очень мала. Углерод, содержащийся в стали, связывает кислород. [c.152]

Хлористый водород образуется при плавлении некоторых хлоридов как продукт их гидролиза. Ионы водорода, появляющиеся в расплаве хлоридов при растворении НС1, как и в водных растворах, весьма энергично окисляют металлы. Ионы водорода в солевые расплавы вносятся водой, попадающей из атмосферы, из материала контейнера и остающейся в плохо осушенной соли. На рис. 13.2 приведена диаграмма зависимости скорости коррозии циркония и железа в расплавах щелочных и щелочно-земельных хлоридов от природы атмосферы. Термодинамическая оценка процессов коррозии металлов в кислородсодержащих солях отражена коррозионными диаграммами. Такие диаграммы составлены для различных металлов по отношению к расплавленным щелочам, нитратам, карбонатам, сульфатам. В них представлена зависимость электродных потенциалов металла от парциального давления хлора в системе (для хлоридов) либо О г парциального давления углекислого газа (для карбонатов). Для характеристики окислительно-восстановитель- [c.365]

Рис. 3.2, Зависимость скорости коррозии железа от pH раствора [7]. Парциальное давление сероводорода в си. схеме НгЗ—СО2—НзО около 0,08 атм. температура 24 °С и выдержка 43 ч,

Элементарная сера начинает разрушать черные металлы при температурах выше 200 °С. Скорость коррозии при температурах выше 600°С становится пропорциональной парциальному давлению паров серы в степени п, причем п варьирует от 7б до /2. В ряду возрастания коррозионной стойкости к действию расплавленной и парообразной серы металлы располагаются следующим образом серебро С никель, медь < железо, углеродистая сталь < высокохромистая сталь < хром < хромоникелевая сталь < хастеллой < < алюминий < золото. [c.132]

Для реакции 2FeO (т) = 2Fe (т) 4- Oj (г) при температуре 1000 К константа равновесия /С , = 3-10- (р, Па). Определить, в каком направлении будет протекать реакция при следующих значениях парциального давления кислорода над смесью окиси железа и железа а) ро = 4-Ю- Па [c.80]

Таким образом, реакции между железом и водяным паром приводят к химическому разложению последнего с образованием водорода. Химическое взаимодействие железа с водяным паром зависит от соотношения парциальных давлений водорода и водяного пара р nJPn.o- [c.125]

Известно, что молекулы метана не могут находиться в кристаллической решетке железа для накопления его необходимо наличие микропустот, которые сконцентрированы, в основном, по границам зерен. Металл, окружак>-пшй микрополости, непроницаем для метана, диффузия же водорода через него возможна. Поэтому водород, находящийся Б пустотах, имеет постоянное парциальное давление, которое зависит от давления водорода над металлом. Авторы [ 52-54] равновесное давление метана определяли из уравнения [c.135]

При нагреве стали под потоком газа атмосфера типа Н2 — Н2О — N2 практически является обезуглероживающей сталь с любым содержанием углерода. При нагреве стали в печах с герметическими муфелями и с ограниченным весьма малым расходом газа образуется в результате некоторого обезуглероживания стали метан в концентрации, достаточной для установления равновесия между газовой фазой и углеродом в у-железе. С понижением парциального давления -j-равновесное содержание метана уменьшается, и область обезуглероживания сужается (пунктирные кривые верхней части фиг. 125). Обезуглероживающая способность атмосферы типа На — Н2О — N2 при различных условиях нагрева стали характеризуется кривыми зависимости глубины обезуглероживания от влажности атмосферы (фиг. 129) и микроструктурой обезуглероженного слоя (фиг. 130, см. вклейку). [c.564]

Поведение металла в парах воды при высоких температурах зависит от многих факторов. В первую очередь оно определяется соотношением между упругостью диссоциации соответствующего окисла металла и парциальным давлением кислорода в продуктах диссоциации воды, а также различием в тепловых эффектах образования воды и соответствующих окислов металлов. Наиболее трудно окисляется перерретым водяным паром никель и хорошо — хром. Железо занимает промежуточное положение. На практике хром, никель, титан и другие металлы менее подвержены разрушению вследствие окисления в сравнении с железом. Объясняется это различием физических свойств оксидной пленки, образующейся на разных металлах. [c.37]

Процесс цементации никеля ферромарганцем изучен в работе [213]. Цементацию никеля железным порошком, предварительно покрытым пленкой меди до содержания 0,1 - 1,0 %, предлагают вести под давлением 392,4 - 686,7 кПа, создаваемым водородом. Температуру растворов при этом рекомендуют поддерживать в пределах 60 - 100°С. Перспективным является способ переработки латеритовых руд с использованием процесса цементации никеля железом в пульпе (аналог процесса Мостовича) и извлечением металлической фазы из нее магнитной сепарацией [ 214 29, с. 324 - 351]. Извлечение никеля и кобальта производят цементацией железным порошком при повышенных температурах (135 - 150°С) в автоклавах с парциальным давлением водорода 4120,2 кПа. Избыток порошка 2,0 — 2,5-кратный. Процесс рекомендуют провбдить при pH < 5,0 с тем, чтобы не происходило образования гидратов окислов никеля, которые нельзя извлечь из пульпы при последующей магнитной сепарации. Суммарное извлечение никеля этим способом составляет не ниже 94 %. В случае, когда полученный ферроникель направляют в дальнейшем на производство легированных сталей, его пред варительно обжигают с целью снижения содержания серы от 1 до 0,02 % Если же целью переработки руды является получение окиси никеля или металлического никеля, то цементные осадки перерабатывают аммиач ным выщелачиванием. Остаток от выщелачивания, содержащий металли ческое железо, возвращают в процесс цементации. [c.72]

Существенное увеличение скорости окисления металла с повышением содержания и концентрации кислорода в газовой среде наблюдается только при невысокой концетрации кислорода в какой-либо нейтральной атмосфере. Дальнейшее увеличение парциального давления кислорода в газовой смеси не сопровождается пропорциональным увеличением скорости газовой коррозии. Например, скорость окисления железа и меди при 800-1000 °С в чистом кислороде примерно вдвое больше, чем на воздухе, хотя парциальное давление кислорода меняется в пять раз. Скорость окисления металлов [c.57]

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]

Сущность явления азотирования состоит в том, что содержащийся в технологической азотоводородоаммиачной среде газообразный аммиак диссоциирует при повышенной температуре с образованием атомарного азота. Степень термической диссоциации аммиака зависит от его парциального давления в газовой фазе и температуры, а также от условий работы установок синтеза аммиака. Атомарный азот адсорбируется металлом, диффундирует в его поверхностные слои и, взаимодействуя с железом и легирующими элементами стали, образует нитриды, придающие азотированному слою высокую твердость и хрупкость. [c.820]

Изменение состава газовой фазы. Ферриты Ме М у Рез-х-у O44.Y, подобно другим фазам переменного состава, содержащим кислород, сохраняют стехиометрию (Ме 0 = 3 4) лишь при определенном парциальном давлении кислорода ро, которое является функцией температуры и величин хну. Любое изменение состава газовой фазы (pQ po стех) приводит к отклонению состава феррита от стехиометрического и значительно увеличивает концентрацию точечных дефектов, в том числе и катионных вакансий. Взаимосвязь между давлением кислорода и дефектностью кристаллической решетки ферритов рассмотрена в гл. П. Из опыта Шмальцрида [202] следует, что при увеличении давления кислорода над стехиометрическим магнетитом коэффициент диффузии железа возрастает в 150 раз. Изменение состава газовой фазы в сторону уменьшения парциального давления кислорода может привести к разрушению шпинельной структуры с образованием высокодефектной вюститной фазы, значительно активизирующей процесс спекания. Картер [203] предложил использовать этот эффект, чтобы получить беспористую магнитную керамику, окисляя немагнитную фазу в шпинель после завершения процессов спекания. Трудно сказать, чем обусловлено активирующее действие вюститной фазы возможно, что оно связано с очень высокой концентрацией катионных вакансий [204] и большой подвижностью ионов в вюстите [205]. Однако не исключено, что образующаяся вюститная фаза активизирует шпинель, искажая ее кристаллическую решетку (этого можно ожидать, исходя из принципа ориентационного соответствия Данкова—Конобеевского [206]). [c.32]

В последнее время большое внимание уделяют изучению влияния условий термической обработки на дезаккомодацию выпускаемых промышленностью марганец-цинковых ферритов. В качестве примера можно привести работу [24], из которой следует, что величина дезаккомодации неоднозначно связана с концентрацией Fe + и в зависимости от исходного состава ферритов может увеличиваться, уменьшаться или оставаться практически неизменной при монотонном изменении концентрации двухвалентных ионов железа величина дезаккомодации исследованных ферритов однозначно определяется парциальным давлением кислорода при спекании. [c.194]

Стехиометрические вакансии —это вакантные позиции,, существование которых связано с отклонением состава соединения от его химической формулы (например, в Ре1 л 0 имеются вакантные позиции ионов железа, а следовательйо, чтобы сохранилась электронейтральность, и ионов кислорода). В окислах концентрация стехиометрических вакансий зависит от парциального давления кислорода. [c.144]

Есть основания думать, что зародыши часто появляются па местах выхода дислокаций. Так, образование зародышей СнЗ на меди показывает, что они располагаются вдоль границ субзерен, делая легко видимой нолигонизадию (рис. 11,21) [14]. Зародыши СнаО на меди, полученные в атмосфере кислорода при малом давлении, изображены на рис. 11,22. Как видно, ориентация зародышей зависит от ориентации кристаллитов меди. Зародыши СгдОз, полученные при окислении сплава железа с 23% Сг, показаны на рис. 11,23. В последнем случае, ввиду высокой активности компонентов сплава, приходится сильно понижать парциальное давление кислорода, используя газовую смесь, состоящую из паров воды и водорода, ро, определяется равновесием диссоциации водяного пара, которое зависит от температуры и отношения Рп.о/РЛг- [c.85]

Некоторое, точно дозированное количество кислорода можно посадить на поверхность железа за счет адсорбции из газовой фазы при очень низком парциальном давлении кислорода. На рис. VI,31 [43] показаны анодные кривые заряжения железа в 0,75 н. растворе КаОН. После полного удаления кислорода с поверхности железного образца, путем нагрева его в атмосфере водорода, и строго дозированной адсорбции кислорода образец переводится в обескислороженный раствор так, чтобы он не соприкасался с воздухом. Из рисунка видно, что малые порции адсорбированного кислорода (кривые 2, 3, 4) затрудняют пассивацию, увеличивая, по сравдению с железом, свободным от слоя кислорода, количество электричества, расходуемого на образование Ге(ОН)г, которая не тормозит анодный процесс (выход электрохимического процесса). Только после предварительной адсорбции 3,3 10 молекул на 1 см (кривая 5) потенциал сразу резко сдвигается в положительную сторону и железо оказывается пассивным. Следовательно, железо может активироваться малыми порциями адсорбированного кислорода это свя- [c.230]

Термодинамическая возможность существования РеЗ (а отсюда возможность сероводородной коррозии железа) определяется температурой и парциальным давлением сероводорода в газовой фазе. Прямая, отделяющая нижележащее на диаграмме (рис. 5.1) поле термодинамической невозможности се- у роводородной коррозии железа (рассчитанная нами по данным [5]), имеет вид [c.133]

Такие данные получены [99, 165] при исследовании твердых растворов (о -Ре ) — Р — С, выплавленных (и разлитых) в вакууме на основе карбонильного, рафинированного в водороде, железа КР чистотой не менее 99,95 % Разная концентрация фосфора в растворе (0,008 0,005 и 0,075 % Р) задавалась при выплавке, а углерода - достигалась науглероживанием в атмосфере гептана или метана. После рекристаллиза-ционного отжига 825°С. 1 ч, образцы диаметром 0,5—0,8 мм с 0,008 %Р охлаждали за 4—6 мин с печью до более низких температур, отжигали при каждой температуре 2 ч для установления равновесного распределения примесей между объемом и границами зерен и фиксировали по лученное распределение примесей закалкой образцов в воде. Термическую обработку проводили с соблюдением специальных мер предосторожности по сохранению неизменнь1м Химического состава тонких образцов (особенно по С) в атмосфере очищенного и осушенного водорода. Науглероживание образцов сплава [=е + 0,008 % Р проводили в установке для термической обработки в течение 90 с в смеси сухого водорода с гептаном при бОО С. Затем для выравнивания возможных неоднородностей распределения углерода по сечению образцов проводили отжиг при 700°С, 1 ч. В серии опытов, проведенных со сплавами Ре + 0,005 % Р и Ре + 0,075 % Р, в которых содержание углерода систематически варьировали, отжиг образцов проводили в атмосфере Нг + + СН4. В этом случае вместо пропускания над сосудов с гептаном, водород перед входом в печь с образцами пропускали через дополнительную печь, заполненную активированным углем. Парциальное давление СН4 в смеси Нг + СН4, определяющее содержание С в Ре, варьировали изменением температуры печи с углем, что позволило "плавно" изме пять содержание углерода в широких пределах. Содержание углерода [С] в а-твердом растворе железа определяли по высоте углеродного пика внутреннего трения (пик Снука), пользуясь известным соотношением для поликристаллического а-железа 1,3 [С]. Для определения температурной зависимости предельной растворимости углерода в а-железе с 0,0СШ % Р отжигом в смеси водород — гептан науглеро-ДИЛИ этот сплав до насыщения в равновесии с карбидной фазой при температуре 720 С соответствующей максимальной растворимости углерода, о достижении которой судили по нась1щению зависимости длительности науглероживания вьюота пика Снука после закалки от 720°С. Обезуглероживания сплавов достигали длительными отжигами в сухом водороде. Контрольные опыты показали, что для достижения [c.124]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...