Металлы поверхностные пленки, образование

Механизм соединения сопряженных металлических тел при окислении следующий. Независимо от точности и плотности взаимного прилегания поверхностей, между ними имеются зазоры, во много раз превосходящие размер молекулы окислителя. Проникая в эти зазоры, молекулы окислителя адсорбируются на окисных пленках, затем вступают в химическое соединение с металлом поверхностных слоев. Образование окисных пленок и встречный их рост завершаются соединением кристаллических решеток пленок на тех или иных участках (рис. 12.4). Число таких участков увеличивается с течением времени. При высоких температурах процесс ускоряется. Для соединения сопряженных металлических деталей, помимо наличия окислительной среды, необходимо, чтобь объем окисной [c.216]

В результате описанных опытов можно сделать вывод, что защитное действие бензоат-ионов при рН>5,5 обусловлено образованием на металле поверхностной пленки нерастворимого комплексного соединения, которая препятствует переходу ионов металла в раствор. [c.64]

Три характерных участка, отмеченные нами при рассмотрении влияния на прочность соединений контактного давления, наблюдаются и здесь. На начальном участке время сварки явно недостаточно, чтобы возникли узлы схватывания. Это время зависит от толщины и свойств металла, поверхностных пленок, степени их сцепления с металлом, амплитуды колебаний сварочного наконечника, мощности колебательной системы и других факторов. Участок активного нарастания прочности соединений обусловлен образованием прочных механических связей. На третьем участке происходит стабилизация прочности соединений независимо от изменения в некоторых пределах времени сварки. Наличие участка стабилизации прочности соединений позволяет существенно упростить выбор режима сварки и снизить требования к аппаратуре управления сварочным циклом. [c.55]

Экспериментально подтверждено, что искусственное образование на металлах поверхностных пленок, содержащих химические соединения типа сульфидов, селенидов и хлоридов, оказывает влияние на трение и износ металлов, аналогичное влиянию введения соответствующих присадок в смазку. При этом механизм износа покрытий, содержащих эти типы соединений, одинаков, что указывает на общность закономерностей влияния химически активных элементов VI и VII групп таблицы Менделеева на процесс трения и износа металлов. [c.165]

Другим фактором, изменяющим положение некоторых металлов в ряду напряжений, является их склонность к образованию специфических поверхностных пленок, особенно в Окислительных средах. Эти пленки сдвигают измеряемый потенциал в положительную сторону. В таком случае говорят, что металл запассивирован (см. гл. 5). Так, хром, находящийся в ряду на- [c.40]

Из опыта холодной сварки установлено положительное влияние твердых поверхностных пленок на свариваемость пластичных металлов. Всякое разрушение этих пленок, скольжение по металлу в процессе сварки может способствовать повышению температуры в зоне сварки и тем самым улучшать условия схватывания и образования сварного соединения. [c.136]

К химическим относятся методы, связанные с взаимодействием поверхности металла с различными реагентами, приводящие к образованию защитных поверхностных пленок (фосфатирование, химическое никелирование, оксидирование железа и др.). [c.50]

Одним из основных вопросов, возникающих при измерении толщины пленки тремя рассмотренными выше методами анодного окисления, является эффективность использования тока на образование пленки. Когда эффективность тока не составляет 100 %, необходимо любым способом определить эту эффективность. В том случае, когда происходит частичное растворение металла или поверхностной пленки, эффективность использования тока менее 100 %. Эту эффективность определяют по количеству выделившихся в раствор ионов металла. [c.194]

В литературе пока имеются лишь отдельные сведения о формировании окисных пленок на тугоплавких металлах и рассматривается этот процесс не с металловедческих позиций. Подробное освещение результатов этих работ выходит за рамки обсуждаемых вопросов и общей направленности данной книги. В связи с этим ограничимся некоторыми общими сведениями об окисных пленках, образующихся на тугоплавких металлах. Выше было сказано, что тантал, наиболее коррозионностойкий из тугоплавких металлов, весьма стоек во многих агрессивных средах вследствие устойчивости в этих средах его окисла Т 2 Os. Однако окисел Таг Os растворяется в плавиковой кислоте, чем и объясняется малая устойчивость тантала в этой кислоте. Окисел тантала растворяется также в щелочах с образованием танталатов. Таким образом, в тех средах, в которых окись тантала растворима, тантал нестоек. Для образования поверхностной пленки необходимо наложение анодного тока, причем, чем вьппе плотность тока, тем быстрее достигается потенциал вьщеления кислорода (линейный участок кривой на рис. 51). Тем не менее образование пленки наблюдается и без наложения [c.57]

Изменение потенциала меди при деформации в упругой области, по-видимому связано с микроскопическими разрывами поверхностной пленки, что приводит к образованию многочисленных пар локальных элементов металл—пленка [86]. На ходе кривых в области пластической деформации также сказывается осложняющее действие пленок, как это видно из сопоставления величин механохимического эффекта при различных скоростях деформации, обусловливающих различное время залечивания пленок. [c.94]

Однако разрывы поверхностных пленок и стойкие полосы скольжения на поверхности металла появляются не сразу. Для их появления необходимы при усталостном нагружении хотя бы несколько десятков циклов деформирования. Таким образом, время до появления на поверхности металла стойких анодных образований, на которых сосредоточивается локальная коррозия, можно считать первым (инкубационным) периодом зарождения трещин. Определяющий фактор на этом периоде — механическое воздействие (деформация). Роль среды сводится лишь к адсорбционному облегчению разрыва пленок и выхода на поверхность дислокаций, ступеньки от которых складываются в анодные полосы скольжения. [c.62]

Образование поверхностной пленки. Хотя медь относится к числу благородных металлов, ее удовлетворительная стойкость в морских условиях обусловлена в основном образованием непосредственно на металле защитной пленки закиси меди. Поверх этой пленки часто нарастает слой других продуктов который также может обладать защит- [c.97]

Образование поверхностных пленок и вторичных структур препятствует возникновению схватывания металлов. [c.55]

Защитные пленки, создаваемые на металле путем превращения поверхностного слоя металла в химические соединения. Наиболее распространенными являются оксидные и фосфатные пленки. Образование оксидных пленок (оксидирование) достигается путем химической и электрохимической (анодной) обработки поверхности черных металлов, меди, магния, алюминия. Фосфатные пленки получают на поверхности черных металлов путем химической обработки (фосфатирование) смесями фосфорнокислых соединений. Не,металлические пленки используются для защиты от атмосферной коррозии, а также как грунт при последующем нанесении на поверхность деталей лакокрасочных покрытий. [c.326]

В процессе притирки происходит относительное перемещение притираемых деталей (или детали и притира). В результате этого происходит механическое воздействие абразива на металл. Кроме того, возникает химическое воздействие на металл поверхностно-активных веществ смачивающей жидкости, приводящее к образованию оксидных пленок, снимаемых движениями притира. [c.385]

Очевидно, что такое же количество соударений испытывает жидкость со стороны газа, находящегося в контакте с поверхностью жидкости [25]. Вследствие этого происходит загрязнение поверхности жидкости, а особенно расплавленных металлов, и образование поверхностной пленки. [c.262]

Важной проблемой повышения износостойкости деталей машин и нх надежности является устранение заедания трущихся деталей. Многие авторы считают, что для образования сцепления (заедания) необходимо сближение поверхностей па расстояние действия сил связи между атомами. Для этого надо создать достаточную площадь контакта, удалив поверхностные пленки, состоящие из металлических окислов. При трении со смазкой картина изменяется, так как для осуществления заедания надо разрушить масляную пленку. Прочность масляной пленки зависит от ряда факторов (температуры, удельного давления и др.). Существует гипотеза, что при определенной критической температуре происходит дезориентация адсорбированных молекул смазки на поверхности металлов, в результате чего смазка теряет способность противостоять заеданию. [c.278]

Известно, что механические воздействия приводят к активации физико-химических процессов в твердых телах [6]. Пластическая деформация, разрушение поверхностных слоев, образование ювенильных поверхностей и деформационный нагрев вызывают ускорение диффузии газовых примесей в металлах и увеличение газообмена с окружающей средой. Напротив, образование защитных поверхностных пленок и упрочненных структур обычно препятствует такому газообмену. [c.30]

Изучению причин заедания резьбовых соединений, длительно работающих при высоких температурах посвящен ряд исследований. Наиболее полными являются исследования, проведенные в ВТИ им. Дзержинского [29]. Установлено, что затруднения при отвертывании гаек связаны в первую очередь со сращиванием (схватыванием) окисных пленок (образованием общего окисного слоя) в зазорах между гайкой и шпилькой, а также микрозазорах между торцовой поверхностью гайки и поверхностью фланца. Заедание при отвертывании гаек начинается с разрушения окисных пленок на поверхности резьбы, которые повреждают поверхностный слой металла. [c.397]

Второй этап характеризуется расплавлением металла и образованием ядра. По мере прохождения тока ядро увеличивается до максимальных размеров — по высоте и диаметру При этом происходит перемешивание металла, удаление поверхностных пленок и образование металлических связей в жидкой фазе. Продолжается процесс пластической деформации и тепловое расширение металла. К концу этого этапа отмечается почти полная осадка рельефа. [c.410]

Процесс сварки металла в твердом состоянии при повышенных температурах (диффузионная сварка) условно можно разделить на две стадии. На первой стадии процесса на линии раздела двух деталей создаются условия для образования металлических связей. Из теории образования сварного соединения при холодной сварке известно, что для возникновения на линии раздела металлических связей необходимо обеспечить тесный контакт свариваемых поверхностей и создать условия для удаления поверхностных пленок окислов, жидкостей, газов и различного рода загрязнений. [c.33]

Образование доброкачественного паяного соединения в значительной степени зависит от возможности наиболее полного удаления с поверхности металла окисных, адсорбированных газовых и жидких пленок. В практике пайки для удаления поверхностных пленок применяются различного рода флюсы, восстановительная атмосфера или вакуум. В последнее время для этой цели успешно используется механическое разрушение пленок с помощью ультразвуковых упругих колебаний. [c.114]

Ход и скорость коррозии гальванических покрытий зависит одновременно как от свойств металла-покрытия (вида металла, его способности к образованию естественных поверхностных пленок, толщины покрытия, отсутствия пор, степени чистоты поверхности, наличия внутренних напряжений, загрязнений в металле покрытия), так и от характера коррозионной среды (качественного и количественного состава коррозионной среды, климатических факторов, температуры и влажности воздуха, осадков, ветра и т. д.). [c.210]

Под схватыванием металлов обычно понимают явление образования адгезионных металлических связей между микроучастками поверхностей контактирующих тел при сближении их на расстояния порядка межатомных. Схватывание металлических поверхностей происходит при различных условиях трения между одинаковыми и различными материалами, на воздухе, в газовых и жидких средах при высоких и отрицательных температурах. Наиболее интенсивно схватывание развивается в вакууме, а также в нейтральных и восстановительных газовых средах. Повышение температуры в зоне контакта в общем случае способствует активизации схватывания [20.38]. Установлено, что пластическая деформация металла в зоне контакта — необходимое условие возникновения и развития узлов (мостиков) схватывания. Пластическая деформация разрушает поверхностные пленки, экранирующие металлические поверхности, а также способствует формированию и развитию контакта между вновь образовавшимися чистыми ( ювенильными ) поверхностями [20.38]. Имеются, кроме того, данные, свидетельствующие о том, что пластическая деформация приводит поверхностные слои металла в активизированное состояние, характеризующееся высокой плотностью дефектов кристаллического строения, текстурой, пониженной работой выхода электрона и др. [20.39]. Такая активизация поверхности контактирующих тел способствует развитию процесса схватывания. [c.393]

Медь в ряду окисления расположена после железа и в процессе выплавки не окисляется. При образовании на металле поверхностной окисной пленки, например при образовании окалины на горячекатаной стали, медь частично диффундирует на поверхность раздела, обогащая ее и тем самым увеличивая устойчивость против дальнейшего окисления на воздухе. Менее ясен механизм [c.112]

Этиловый спирт. В качестве антиобледенительной жидкости преимущественно для стекол кабины используется ректификованный этиловый спирт — прозрачный, бесцветный, отличается очень низкой температурой замерзания (—114° С). Смеси его также не замерзают при достаточно низких температурах. Спирт хорошо смачивает металл и стекло, обеспечивая образование на них тонкой поверхностной пленки хорошо растворяет лед стабилен не загрязняет стекол кабин. В процессе образования спиртового раствора возникают электростатические связи между полярными молекулами спирта и воды. При этом выделяется тепло, раствор нагревается, объем его уменьшается. Так, например если смешать 60 л безводного спирта с 40 л воды, то после охлаждения до температуры 20° С будет не 100 л, а лишь 93,31 л (на 6,69 л меньше). [c.306]

Атомы, расположенные на поверхности, с внешней стороны имеют свободные связи, и поэтому соприкосновение ювенильной металлической поверхности с окружающей средой при атмосферном давлении приводит к мгновенному образованию на ней мономолекулярного слоя. Физическое состояние поверхности трения твердого тела характеризуется наличием определенного состава поверхностных пленок и особенностями структуры поверхностных слоев. В реальных условиях на воздухе все микровыступы и микротрещины почти м1новенно, от сотых до тысячных долей секунды, покрываются оксидн1,1ми пленками а слоями адсорбированных молекул газов, воды и жирных веп еств. Обычно над ювенильной поверхностью находятся слои оксидов, прочно связанн ,1е с металлом. Эти пленки влияют как на деформационное упрочнение, так и на хрупкое разрушение, причем по-разному при различных температурах и степнях деформации, что часто не учитывается современными теориями. Совершенно очевидно влияние этих пленок на [c.58]

Основная причина почвенной коррозии — наличие воды. Даже при минимальной влажности почва становится ионным проводником электрического тока, т.е. представляет собой электролит. К почвенной коррозии применимы основные закономерности электрохимической коррозии, справедливые для жидких электролитов. Однако электрохимический характер почвенной коррозии имеет особенности, отличающие ее от коррозии при погружении металла в электролит или от коррозии под пленкой влаги. Это связано с тем, что почва имеет сложное строение и представляет собой гетерогенную капиллярно-пористую систему. Почвы обладают водопроницаемостью и капиллярным водоперемещением, они накапливают и удерживают тепло и вместе с тем снижают испаряемость влаги. Если вода находится в порах или в виде поверхностных пленок на стенках пор, то ее связь с почвой имеет физико-механический характер. При этом влага удерживается в почве в неопределенных соотношениях. Другой вид связи — физико-химическая, при которой возникают коллоидные образования почвы. Возможна также химическая связь, которая характеризуется строго определенным молекулярным соотношением компонентов, например при образовании гидратированных химических соединений. [c.41]

Столь высокая коррозионная активность стали по месту СОП обусловлена отсутствием на СОП в момент ее образования поверхностных пленок, деформационной активап ией металла по месту излома, а также существенным превышением площади катодных участков в галбванопаре СОП - старая поверхность над площадью непосредственно СОП, что обеспечивает высокий, дифференцэффект , [c.78]

Совместное воздействие газовой среды, состоящей из оксидов серы, воздуха и водяного пара, вызывает более интенсивную коррозию металлов, чем каждого из указанных газов в отдельности. Увеличение содержания серы в топливе, дающем газообразные продукты сгорания (например, легкое дистиллятное топливо), приводит к увеличению скорости коррозии сталей, но далеко не во всех случаях. Влияние содержания серы в топливе возрастает при повышении температуры и повышении концентрации никеля в сплаве. О роли указанного фактора можно судить по данным о коррозии аустенитных сталей 08X18HI0T и Х23Н18 в продуктах сгорания дистиллятных топлив с различным содержанием серы. Опыты продолжительностью 100 ч при 800 °С показали, что удельная потеря массы указанных сталей при содержании в топливе 0,31 0,41 и 0,96 % серы равняется соответственно 0,79 0,87 и 1,04 мг/см и 0,49 0,61 и 0,70 мг/см [1]. Увеличение скорости коррозии сталей в продуктах сгорания топлива с повышенным содержанием оксидов серы вызвано образованием сульфидов металлов (FeS, NigSa и др.) на их поверхности. Присутствие же сульфидов в поверхностной пленке продуктов коррозии приводит к увеличению скорости диффузионных процессов, происходящих в ней. [c.221]

Присутствие ингибиторов рекомбинации водорода, таких как 5, Аз, 5Ь и другие, в среде (в виде ионов или соединений типа НгЗ), на поверхности металла (в еоставе поверхностной пленки) или же в металле в твердом растворе может сильно замедлить реакцию 2Н->-Н2 и, следовательно, значительно повысить интенсивность образования [Н] во всех трех рассмотренных случаях. Особенно интересная ситуация может возникнуть, если названные примеси уже сегрегировали на границах зерен (или на дру" гих микроструктурных особенностях) до начала проникновения водорода. При этом в местах пересечения таких границ зерен с поверхностью может происходить ускоренное проникновение водорода в металл [2, 39]. Экспериментальная проверка такой возможности представляет большой интерес. [c.129]

К таким факторам относятся образование защитной поверхностной пленки, концентрация в воде растворенного кислорода и ионов металлов, скорость и температура воды, а также биологическое обрастание. Наличие электрического контакта меди с другим металлом чаще всего отрицательным образом сказывается на коррозионном поведении второго элемента такой гальванической пары (скорость его коррозии возрастает). Независимо от гальванических эффектов, обычной формой коррозии латуней с высоким содержанием цинка является обесцинко-ванпе. Коррозионные факторы, перечисленные выше, часто взаимосвязаны и их относительная важность может зависеть от конкретных условий. [c.97]

При нагреве напыленного слоя до температур, близких к температурам плавления его основных компонентов, интенсивно раскисляются поверхностные пленки на частицах напыленного металла и поверхность самой детали, при этом металл оплавленного покрытия смачивает поверхность основного металла и диффундирует в него. Углерод содержится в сплавах в виде карбидов СгСз и МегзСе, бор — в виде боридов. Кремний увеличивает активность хрома в твердом растворе, т. е. способствует образованию боридов. [c.255]

Металлический титан покрыт довольно плотной пленкой Т10г, которая дальше, в направлении металла, переходит в Ti20a, TiO и др. Для использования титана в качестве геттера полезно улучшить проницаемость поверхностной пленки при высокой температуре, что достигается введением в поверхностный слой небольших количеств окиси кальция. Помимо образования соединений типа перовскита окись кальция в слое, примыкаю- [c.276]

В ряде исследований [42, 45] установлено, что коэффициент относительной износостойкости сталей зависит от интенсивности гидроабразивного воздействия. С понижением скорости потока и концентрации наносо1з на поверхности металла вследствие коррозии возможно образование окисной пленки. При этом ка сталях, подверженных коррозии, поверхностные пленки So-лее толсты и пористы, чем на нержавеющих. Абразивные частицы, транспортируемые потоком, наносят на поверхностные пленки многочисленные риски и царапины. Обнажающийся при этом металл немедленно покрывается свежей окисной пленкой. [c.102]

Влияние активных легирующих металлов на процесс образования пассивирующей пленки отличается От того влияния, которое они оказывают на процесс активного растворения. Хром и титан в сильных средах окисляются при более высоком потенциале, чем железо, кобальт или никель, являющиеся основами сплавов типа металл — металлоид, и при своем охлаждении образуют пассивирующиеся пленки с высокими защитными характеристиками. В сплавах, содержащих хром и титан, пассивация наступает только тогда, когда концентрация хрома и (или) титана в образующейся поверхностной пленке превышает определенную величину. Это подтверждается и результатами анализа химического состава пленки, возникающей на поверхности аморфного сплава Со—Сг—20В при различном содержании хрома. [c.272]

При стыковой сварке оплавлением вначале на детали подают напряжение от сварочного трансформатора, а затем их сближают. При соприкосновении деталей на отдельных небольших участках из-за большой плотности тока металл нагревается и взрывообразно разрушается. Нагрев торцов деталей происходит за счет непрерывного образования и разрушения контактов — перемычек, т. е. оплавления торцов. К концу процесса на торцах образуется сплошной слой жидкого металла. В этот момент резко увеличивают скорость сближения и усилие осадки деталей. Торцы смыкаются, большая часть жидкого металла вместе с поверхностными пленками и частью твердого металла вьщавливается из зоны сварки, образуя утолщение — фат. Сварочный ток автоматически выключается во время осадки деталей. [c.409]

IV. Схватывание пленок на поверхности материалов и их разрушение. Происходит при трении с твердыми смазками, а также в случае образования на поверхности металлов прочных окисных пленок. Это благоприятный вид разрушения фрикционных связей, так как процесс разрушения локализуется внутри поверхностной пленки разрушение же основного материала происходит за очень большое число циклов (и- оо). Условие возникновения данного вида нарушения фрикционных связей — положительный градиент прочностных свойств в поверхностном слое материала йх1с1к>0, где X — сопротивление сдвигу Л — расстояние от поверхности. [c.257]

В процессе испарения воды из пленки продукта в ней не должно образовываться каверн и трещин, приводящих к неоднородности, что связано с эластичностью продукта и когезионными взаимодействиями его компонентов. В то же время в пленке продукта не должно оставаться эмульгированной или солюбилизированной воды. Мицеллы, ассоциаты, глобулы и волокна должны распадаться, выделяя воду, с образованием единой структуры поверхностная пленка на границе раздела с воздухом не должна препятствовать испарению воды. Образовавшаяся же на металле защитная пленка не должна быть обратимой, т. е. не должна легко эмульгироваться и смываться водой. [c.215]

При сварке в атмосфере силы внешнего давления, препятствующие образованию газового пузырька, слагаются из атмосферного давления, металлостатического и давления поверхностной пленки металла на пузырек. При сварке в атмосфере [c.85]

В работе [143] изучали состав пассивных пленок методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии на сплавах Fe—Сг (9,7 12,5 14,7 20,4 50 и 79,7 ат. % Сг). Пленки получали выдержкой при потенциалах 100 и 500 мВ н.к. э.) в 1 М. H2SO4, насыщенной азотом. При потенциале— 500 мВ на сплавах 9,7 12,5 50% Сг поверхностный слой соответствовал составу сплава. Пленки, образованные при 100 и 500 мВ, были обогащены хромом, причем состав слоя металла, следующего за пассивной пленкой, соответствовал составу объемного сплава (рис. 51). Это свидетельствует о том, что обогащение хромом происходит вследствие преимущественного растворения железа. [c.149]

Исследование различных аспектов процесса избирательного переноса показало, что в ряде случаев на фрикционном контакте важную роль в формировании износостойких поверхностных пленок играют процессы трибополимеризации и хемосорбции. Трибополимеризация трактовалась при этом как взаимодействие полимерных цепей, образованных активными радикалами продуктов деструкции, с поверхностью металла. Исходными мономерами для данного процесса предполагались альдегиды, акролеин, глицериновая кислота. В ряде исследований отмечено влияние концентрации альдегидов на фрикционные характеристики пары трения при смазывании глицерином [62]. [c.63]

Легирование стали хромом резко повышает ее стойкость к высокотемпературной сероводородной коррозии (рис. 5.7) за счет образования стойких поверхностных пленок. Наружный слой этих пленок состоит из FeS и РеЗг, практически не содержит хрома, обладает рыхлым строением и способен отслаиваться. Зато внутренний слой прочно сцеплен с основным металлом, имеет шпи-нельную структуру, состоит из смешанных сульфидов железа и хрома и зачастую содержит более высокий процент хрома, чем основной металл. Именно этот слой защищает металл от коррозии [II, 12]. [c.138]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...