Твердые металлы окисление

По полученному уравнению рассчитывалась межфазная поверхностная энергия при растекании жидких окислов алюминия, тантала, титана, ниобия, ванадия, молибдена и вольфрама по поверхности УУ, Мо, Та и N6. При расчетах использовалось представление о том, что на контактной поверхности происходит восстановление наносимого жидкого окисла до низшего (или до металла) и окисление тугоплавкого металла. Необходимые табличные данные заимствовались из работ [10, 11]. Известно [12], что поверхностная энергия жидких вольфрама, молибдена и тантала составляет соответственно 2300, 2080 и 1910 эрг/см , а жидкого ниобия — 2030 эрг/см [13]. По этим значениям рассчитывались значения поверхностной энергии твердых металлов при соответствующей температуре, причем предполагалось, что при затвердевании о., = 1.15а [14], а в твердом состоянии ——0.1 эрг/см . [c.312]

Аналогичные процессы протекают в металле сварного соединения при сварке в среде аргона или углекислого газа. При этих способах сварки отличие заключается в основном в способе защиты от окисления капелек металла в электрической дуге И жидкого металла сварочной ваны, а также высоконагретого твердого металла сварного соединения. Термический цикл сварки остается при этом подобным описанному. [c.179]

Структура слитка кипящей стали в продольном направлении представлена на рис. 109. При соприкосновении стали со стенками изложницы образуется тонкая плотная корочка без пузырей 1. Образующиеся при этом пузыри СО быстро удаляются в жидкий металл, толщина корочки 3—40 мм. Далее располагается зона сотовых пузырей 2, образующаяся в условиях роста дендритных кристаллов стали, главные оси которых направлены перпендикулярно к стенкам изложницы. Выделяющиеся при кипении стали пузыри СО растут между осями дендритов. Часть их успевает всплыть, а те, которые зародились тогда, когда уже в жидкой стали проросли дендриты, остаются зажатыми между осями дендритов, приобретая вытянутую форму от поверхности слитка к центру. Зона сотовых пузырей имеет высоту до 2/3 высоты слитка. В верхней части слитка сотовых пузырей нет, так как здесь газы успевают выделиться из металла. Кипение стали в изложнице искусственно прерывают, накрывая изложницу массивной крышкой или добавляя в головную часть раскисли-тели, которые подавляют кипение и облегчают быстрое образование слоя твердого металла. Верх слитка замораживается , давление внутри слитка возрастает и выделение пузырей СО прекращается, образуется зона плотного металла 3. Жидкий металл насыщается углеродом и кислородом, и, несмотря на более трудные условия, начинается выделение вторичных пузырей СО. Поскольку эти пузыри не могут подниматься вверх, они приобретают округлую сферическую форму 4. Такие же пузыри возникают и в центральной части слитка 5. В верхней части слитка вследствие повышенной загрязненности металла и всплывания пузырей образуется зона их скопления — головная рыхлость 6. Усадочная раковина в слитке кипящей стали не образуется. Ее объем распределяется по многочисленным газовым пузырям. В слитках кипящей стали благодаря перемешиванию металла поднимающимися пузырями СО не образуются крупные столбчатые кристаллы, поэтому кристаллическая структура таких слитков более однородная. Важным фактором получения качественного проката из кипящей стали является толщина корочки. При прокате корочка не должна разрываться и сотовые пузыри не должны открываться наружу, так как при этом окисляется их внутренняя поверхность. Окисленные поверхности пузырей не свариваются при прокатке и эту часть металла бракуют. Для увеличения толщины корочки сталь дополнительно окисляют либо перед разливкой, либо во время разливки, добавляя в изложницу материалы, насыщающие сталь кислородом. При этом начальная стадия кипения получается более бурной — корочка становится более толстой. [c.226]

Механизм наводороживания алюминия при взаимодействии с влагой изучали А. А. Жуховицкий и др. [3]. Согласно полученным ими данным, образование водорода происходит на границе металла с окислом в результате окисления алюминия водяным паром. Поскольку окисная пленка на алюминии плохо проницаема, при окислении в образцах накапливается много водорода. Так, при 600° С и давлении водяных паров 18 мм рт. ст. содержание водорода в алюминии достигает значений, эквивалентных растворимости водорода при давлении 5—10 атм. В работе [232] рассмотрена задача о росте газовых пор в твердых металлах. Авторы исходили из того, что каждой температуре соответствует некоторое давление газа в порах, связанное с пластическими свойствами металла. Превышение этого давления ведет к увеличению объема пор. Если концентрация газов в растворе превышает критическую, то пора растет вследствие выделения в ней газа и повышения внутреннего давления. В противном случае растворенный газ и газ в порах находятся в равновесии. Увеличение объема поры приводит к уменьшению газового давления и в пору поступает новая порция газа, пока давление не повысится до критического. [c.165]

При горячей сварке чугуна обязательно применение флюсов, действие которых трояко. Попадая в сварочную ванну, они предотвращают окисление кромок твердого металла, извлекают оксиды н неметаллические включения из расплавленного металла, а также способствуют образованию пленки, защищающей его от воздействия газов пламени и воздуха. Положительное влияние флюсов сказывается также в улучшении смачивания поверхно сти твердого металла жидким присадочным металлом. [c.101]

В случаях, когда п в модели (20) принимает значения больше 2, процесс окисления сопровождается либо изменением структуры оксидной пленки, например, в связи с ее спеканием, либо образованием зон твердого раствора кислорода в металле (окисление титана и циркония). Газовая коррозия может носить равномерный или локальный характер. Равномерная коррозия характеризуется степенью и интенсивностью процесса. При этом степень коррозии определяется изменением массы металла и глубиной коррозии (ГОСТ 21910—76). [c.401]

На рентгенограммах, снятых с поверхности образцов металла, окисленных при 1000°, после удаления внешнего слоя окалины обнаружены линии твердого раствора кислорода в a-Ti и соединение Tio. [c.130]

Эти обратимые процессы могут повторяться много раз (если им не препятствуют сопутствующие процессы окисления). Состав капли при этом не изменяется. Обратимые процессы наблюдались при растекании серебра по железу, свинца по железу, меди и серебра по чистому молибдену. Наличие примесей в этих металлах уменьшает склонность к образованию капель на твердом металле при охлаждении, что наблюдалось нами при пайке алюминия кадмием [66]. [c.16]

Твердые металлы системы Т1С— (Та, ЫЬ)С — Со, по-видимому, обладают хорошим сопротивлением окислению, скал< ем, при 900° С, когда концентрация сложного карбида (Та, КЬ)С составляет около 15%. Добавки карбида хрома тоже улучшают сопротивление окислению твердых металлов системы Т1С — Со [840, 841, 844]. Справочные данные по этому вопросу читатель с.может найти в оригинальных статьях [840—844]. [c.366]

Окисление металла происходит на фронтальной поверхности струи режущего кислорода с образованием тонкой прослойки жидкого металла на границе раздела между жидкой пленкой окислов (шлаков) и твердым металлом. [c.7]

Окисление железа перед фронтом жидкой окисной пленки также происходит неравномерно. Кислород активно диффундирует в кристаллические объемы, обедненные углеродом, и не внедряется в участки, обогащенные углеродом, которые расплавляются и вымываются из разрезаемого металла без сгорания (ввиду низкой температуры плавления). В слое шлака происходит избирательное окисление составляющих железа с внедрением в поверхностный слой кислорода и оттеснением углерода в пленку расплавленного металла на границе раздела между шлаковой фазой и твердым металлом. [c.11]

Окисление при сварке из-за нагрева до высоких температур идет чрезвычайно быстро. Первоначальной стадией окисления является адсорбция кислорода. На твердом металле сразу образуется окисная пленка, растущая по параболическому закону у металлов с объемом пленки, большим объема окисленного металла, и по линейному закону —у металлов с объемом пленки, меньшим объема окисленного металла. [c.27]

Эта зона простирается от загрузочного окна до верхней границы зоны плавления. В этой зоне металл нагревается от температуры загрузки до температуры плавления. Состав газов в этой зоне слабо окислительный ввиду практического отсутствия свободного кислорода и лишь некоторого превышения СО2 над СО, и поэтому происходит незначительное поверхностное окисление твердого металла по формуле [c.301]

А—Л — граница раздела струи кислорода и окисленного металла В— В — граница раздела окисленного и расплавленного металла С—С — граница раздела расплавленного и твердого металла [c.345]

На свариваемость арматуры с матричным металлом, определяющуюся диффузионными процессами, оказывают влияние оксиды даже после их качественного удаления. Окисление идет на воздухе и в полости формы. Пленка оксидов жидкой стали изолирует поверхность твердого металла от жидкой стали. Если на открытой поверхности холодильника образуются только оксиды железа (РеО) , температура плавления которых равна 1380—1390°С, то при разогреве жидким металлом такие оксиды растворяются в жидкой стали. Неочищенная окалина сохраняется на поверхности, что понижает контактные связи. Холодильники для высоколегированных сталей не дают эффективной свариваемости из-за плен. Полуда со свинцом дает отрицательные результаты. Свинец кипит, что вызывает появление газовых раковин. Холодильники из кипящей стали с низким содержанием кремния не пригодны для использования, так как они способствуют образованию газовых раковин. Условия сваривания холодильников следующие качественная очистка поверхности изготовление холодильников из низкоуглеродистой спокойной стали холодильник должен быть нагрет жидкой сталью до температур, близких к температуре солидуса взаимодействие нагретых холодильников со сталью должно протекать в течение определенного критического времени [1]. [c.701]

Когда газ задерживается в твердом металле, возникают газовые пузыри. Количество этого газа зависит от соотношения между скоростью кристаллизации и скоростью выделения газа. Таким образом, при высокой скорости удаления газа газовые пузыри не образуются это бывает в очень окисленных расплавах, которые дают головную часть в виде голенища, или в верхней части чистой зоны кипящих слитков. [c.22]

К основным Химическим процессам относятся химические реакции в газовой и жидкой фазах, на границах фаз (газовой с жидкой, газовой с твердой, жидкой с твердой) при взаимодействии компонентов покрытий, флюсов, защитных газов с жидким металлом с образованием окислов, шлаков, окислением поверхности и т. д. [c.19]

Добавки редкоземельных металлов, как правило, благоприятно влияют на стойкость к окислению хрома и его сплавов, включая газотурбинные сплавы [60], причем наиболее благоприятна добавка иттрия. Имеются данные [61, 62], что добавление 1 % иттрия в сплав 25 % Сг—Fe повышает верхнюю температурную границу устойчивости сплава к окислению до 1375 °С. Сообщается, что легирование иттрием замедляет скорость окисления, увеличивает пластичность оксида металла, изменяет коэффициент температурного расширения металла или его оксида, однако основной функцией этой добавки является снижение скорости отслоения оксида при цикличном нагревании и охлаждении сплава [63]. Предполагается [64], что в твердых растворах иттрий заполняет вакансии, предотвращая их слияние на границе раздела металл — оксид, что, в свою очередь, снижает пористость оксида, предотвращая его отслоение от металла. [c.207]

Внутренняя, или, как говорят еще, химическая энергия подаваемых в элемент активных (т. е. реакционно-способных) веществ в результате электрохимических реакций (главным образом окисления) преобразуется в электрическую энергию (рис. 8.50). По механизму преобразования энергии топливный элемент подобен гальваническому элементу. Различие состоит в том, что в гальваническом элементе весь запас активных материалов заключен в электродах. Поэтому время их действия ограничено массой и количеством электролита, тогда как в топливном элементе расходуемые активные материалы непрерывно восполняются в результате подвода извне. Другое отличие заключается в природе активных материалов если в гальванических элементах применяются только твердые вещества (металлы и их окислы), то в топливных элементах используются жидкие и газообразные активные вещества. [c.569]

Современными методами легирования (т.е. внесения в решетку чужеродных атомов), создающими всякого рода несовершенства и искажения кристаллической решетки, являются методы создания препятствий для свободного перемещения дислокаций (блокирюва-ния дислокаций). К данной технологии относятся способы образования структур с так называемыми упрочняющими фазами, вызывающими дисперсионное твердение, и др. Известны следующие методы п]юизводства дисперсионно-упрочненных сплавов порошковые методы, методы взаимодействия твердого металла с газовой средой (метод окисления и азотирования) и металлургические методы- (плавка и легирование тугоплавкими металлами). [c.27]

Известно, что на границе жидкого и твердого металлов существует контактное электрическое сопротивление Оно зависит от электрического сопротивления собственно контакта определяющегося степенью смачиваемости твердой поверхности жидкостью и дополнительных сопротивлений, вносимых промежуточными слоями (твердыми — окисленными, осажденными из газовой фазы, выпавшими из расплава газообразными - адсорбированными из расплава). Экспериментально установлено, что при полной смачиваемости стенки = 0. О порядке значений дополнительных сопротивлений можно судить по экспериментальным данным, приведенным в ряде работ при примерно однородной температуре контактной зоны [19]. Властности, для контакта электрода из нержавеющей стали с различными легкоплавкими расплавами в [16] получено сопротивление естественных оксидных пленок приблизительно 10 Ом-м и искусственно созданных толстых оксидных пленок 10 -10 Ом-м . Сопротивление, обусловленное наличием пленок физической адсорбции, составляет при комнатной температуре 10 —10 Ом-м [16]. По имеющимся в литературе данным различных авторов, полученным экспериментально при комнатной температуре, суммарное сопротивление контакта электрода из меди с легкоплавкими расплавами имеет порядок 10 — 10 Ом-м , что близко к даштым [16]. Известно также, что сопротивление, вносимое рыхлыми осажденными слоями, а также возникающее в случае химического взаимодействия контактирующих сред, может принимать любые, неограниченно большие значения [19]. Прямые данные по контакту твердых металлов с высокотемпературными расплавами в литературе отсутствуют. [c.19]

Величина изменения энергии Гиббса для реакций окисления увеличивается с ростом температуры (фиг. 2) [31. Это имеет простое фщзическое объяснение. Если твердый металл (Me) реагирует с газоШ (кислородом) и образует устойчивый твердый окисел (МЮ)> [c.14]

Учитывая перспективность силицидных покрытий, особенно из диоилицида молибдена, для защиты сплавов при высоких температурах (см. далее подраздел о твердых металлах) Киффер с сотрудниками исследовали изменение веса сплавов молибдена с кремнием [739] и вольфрама с кремнием [740] при окислении в токе воздуха. После четырехчасовой выдержки при 1500° С были путем интерполяции экспериментальных результатов вычислены нижеследующие зиачения изменения веса г]см ) [c.317]

Под твердыми металлами в наши дни общепринято пони- .ьать нитриды, карбиды, бориды и иногда силициды переходных металлов первой подгруппы четвертой, пятой и шестой групп периодической системы элементов. С одной стороны, они очень тверды и тугоплавки, а с другой, — они во многом напоминают металлы и, в частности, хорошо проводят тепло и электричество. С учетом их значения в технике важное значение приобретает и их сопротивление окислению. В общем случае по своему сопротивленшо окислению они намного уступают таким, напрп-мер, сплавам, как хромоникелевые. [c.364]

Карбид вольфрама подвержен окислению даже больше, чем карбид титана. Как показали результаты исследования, проведенного Ньюкирком с помощью термовесов [839], карбид вольфрама в порошкообразном виде начинает быстро окисляться в атмосфере воздуха при 500—520° С и способен при 530° С сго-петь полностью. Твердые металлы системы Т1С — УС — Со с довольно высоки.м содержанием карбида вольфрама окисляются по линейной закономерности. Внешний вид такого материала образуе.мыми окалиной по краям образца входящими углами, как это видно на рис. 113, является типичным признаком бес--чрепятственного окисления на поверхности раздела металл — окисел. Наоборот, окалина на твердом металле системы Т1С — Со — Сг, также изображенном на рис. 113, гораздо тоньше и отличается вязким сцеплением с основой и хорошей защитной способностью. Благодаря такой особенности этот твердый металл окисляется по параболической закономерности. Когда к твердому металлу Т1С — Со присаживают небольшие [c.365]

Щелочные металлы. Реакция щелочных металлов (М) с кислородом в нормальных лабораторных условиях обычно приводит к нескольким твердым продуктам окисления (М2О, М2О2, МО2), а также к другим соединениям менее определенного состава. Увеличение размера [c.144]

Олово окисляется на воздухе с образованием тонкой плотной пленки ЗпОг, которая предохраняет твердый металл от дальнейшего окисления — действия кислорода и слабых кислот. При высокой температуре жидкое олово, распыленное воздухом или кислородом, сгорает в тонкодисперсную белоснежную двуокись, служащую для производства жаростойких эмалей. Оксид 5пО, называемый часто закисью, получается косвенным путем — из водных растворов. Гидроокись олова (II), выпадающая в осадок от добавления небольшого избытка соды или щелочи, разлагается, отщепляя воду. В зависимости от условий осаждения получают полиморфные модификации ее синего или черного цвета. Нагретая выше 400° С 5пО диспропорционируется [c.233]

Если градиент концентрации легирующего элемента является потенциалом, определяющим характер и направление их диффузии, то кинетика реакций кислородообмена, протекающих в твердой и жидкой фазах, зависит от раскислительной способности элементов. Последняя характеризуется изобарным потенциалом окислов при различных концентрациях и температурах (рис. 19) [81]. Эти два взаимно протекающих процесса (диффузия и окисление) по существу определяют поведение и направление диффузии легирующих элементов до наступления равновесного состояния. Естественно, что при этом значительное влияние оказывают и такие факторы, как исходное содержание элементов в основном металле, температурные условия в зоне резки, длительность сосуществования твердого металла и жидких окислов, а также их физические свойства (газопроницаемость, растворимость газов, вязкость, температура плавления шлаков и т. д.). [c.36]

С целью получения качественных соединений в таких случаях применяют флюсы. Флюсы — это вещества, которые вводятся в реакционное пространство при выполнении сварки или пайки для предотвращения окисления кромок твердого металла, извле-чс11ия из жидкого металла окислов и неметаллических включений, а иногда и для частичного ввода в расплавленный металл благоприятно действующих элементов. Расплавленные флюсы, являясь в основной своей части нерастворимыми в металле, образуют на поверхности металла пленку шлака, предохраняющую его от непосредственного воздействия газов пламени и воздуха. [c.89]

В результате окисления образуются газообразные продукты, удаляющиеся с поверхности металла, на поверхности металла окисляется кремний и марганец, образуя соединения SiOj и МпО, которые вместе с FeO образуют на поверхности металла окисную пленку. Кроме того, происходит и насыщение поверхности металла серой. Однако пленка окислов на поверхности твердого металла препятствует насыщению металла серой и его окислению. Топливо в первой зоне, нагреваясь до 100° С, теряет содержащуюся в нем влагу, а затем и летучие вещества, становится рыхлым и пористым и приобретает высокую реакционную способность. Поэтому ваграночное топливо должно содержать минимум летучих веществ. Известняк в первой зоне должен нагреваться до температуры, необходимой для полной диссоциации его, по реакции [c.267]

При сварке чугуна обязательно применение флюсов, которые попадая в реакционное пространство, должны предотвращать окисление кромок твердого металла, извлекать из жидкого металла окислы и неметаллические включения и образовывать пленку, предохраняющую расплавленный металл от воздействия газов пламени и воздуха. Кроме того, флюсы улучшают процесс смачива-ция поверхности твердого металла жидким присадочным [c.47]

Значительным препятствием для диффузии углерода из расплава в твердый металл являются оксидные плены. Поэтому особенно тщательно необходимо подготовлять поверхность стальной оболочки. Достаточно надежно зарекомендовала себя следующая технология травление в 20%-ном растворе соляной кислоты до полного удаления оксидов промывка в проточной холодной воде обработка в 10%-ном растворе МазСОз обработка в течение 10 мин в насыщенном кипящем растворе буры сушка при температуре 180 °С в течение 1 ч. На поверхности создается тонкий слой из кристаллов буры, которые предохраняют от окисления. Перед заливкой поверхность целесообразно припудрить криолитом (А1Рз ЗМаР). Устанавливать оболочку в форму следует перед заливкой. [c.688]

Поскольку удельный объем твердого металла — величина постоянна объем жидкой ванны зависит исключительно от удельного объема сырья плотнее сырье и меньше его удельный объем, тем меныЯе объем ванны, тем лучше сырье будет защищено от окисления. [c.168]

Эта теория относится к области концентраций 1 и 2. Рассматривается упрощенная модель окисления бинарного сплава Me Mt с содержанием металлов в нем с и (1 —с) соответственно, образующих непрерывный ряд твердых растворов при всех значениях с. При окислении сплава образуется окисел Ме О или Mtfim, в кристаллической решетке которого на местах атомов [c.88]

При Ш .1 Сокотемпературном окислении железных силавов, являющихся твердыми растворами железа с легирующими элементами, окисляющимися легче, чем само железо, можно наблюдать обогащение окалины этими. элементами, если окисление не происходит очень быстро. Возможность обогащения окалины в процессе ее образования тем или иным легирующим элементом определяется соотношением между скоростями окисления и диффузии. За исключением марганца, все. пегирующие элементы концентрируются в слое, прилегающем к металлу, что можно объяснить том, что легирующие элементы менее растворим ) , чем железо, в окислах железа. [c.234]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...