Водород давление в порах

При содержании в стали водорода более 10-15 мл/100 г возможно образование флокенов, расслоений и водородных трещин в результате суммарного воздействия молекулярного водорода, находящегося в порах под давлением, и существующих в металле растягивающих напряжений. Рост образовавшихся трещин при наводороживании стали происходит после снижения пластичности металла до определенной минимальной величины [11, 12]. [c.16]

Приведенное выше объяснение экстремального характера температурной зависимости коэффициента роста не является единственным. Если при низких температурах происходит молизация водорода, то при высоких, вследствие увеличенной растворимости водорода в алюминии, возможны его диссоциация и уменьшение внутреннего давления в порах. Растворимость водорода в алюминии заметно изменяется при нагревах выше 500° С [69], с чем, возможно, и связано снижение темпа роста водородных пор. [c.165]

Атомарный водород, имеющий малый диаметр, проникая в металл по границам раздела фаз и несплошностям, скапливается в порах ферритной матрицы. Дальнейшее накопление водорода приводит к его молизации, сопровождающейся возникновением повышенного давления в порах. На процесс диффузии водорода влияют поле напряжений, градиент температуры и дефектность строения металла. При неблагоприятном сочетании этих факторов в металле происходит сероводородное растрескивание и расслоение, которое может возникать внутри конструкции вдалеке от ее поверхности. Склонность к сероводородному растрескиванию под напряжением (СРН) определяется особенностями структуры металла наличием структурных неоднородностей, количеством и распределением неметаллических включений, химическим составом. СРН более характерно для высокопрочных сталей аустенитного и аустенитно-мартенситного классов и возникает чаще всего в зонах термического влияния сварных швов. Сероводородному расслоению подвергаются, как правило, сосуды, аппараты и трубопроводы из углеродистых и низколегированных сталей в отдельных случаях может происходить СРН сварных соединений. [c.188]

Создавая давление в порах, молекулярный водород привадит к существенному, хорошо экспериментально определяемому увеличению объема стали. [c.70]

Химические процессы, протекающие при контакте сложной системы сталь —слой окалины с минеральной кислотой, имеют следующие особенности [175, 176]. В первый период раствор кислоты через поры и трещины в наружном слое окалины (гематите) проникает к глубинному слою вюститу и даже к поверхности собственно металла. Далее преимущественно растворяется вюстит, а трещины и поры в слое магнетита и гематита увеличиваются, С момента проникновения кислоты к поверхности металла начинается его растворение с выделением водорода. Образующиеся пузырьки водорода развивают высокое давление в порах и щелях окалины и способствуют тем самым отрыву оксидных слоев от поверхности металла. Если раствор кислоты не ингибирован, то происходит одновременное травление металла и растворение окалины. Ингибиторы преимущественно замедляют растворение металла, мало сказываясь на растворении окалины. [c.117]

Высокие давления возникают под влиянием молекулярного водорода, находящегося в порах металла. Об этом свидетельствуют многие явления, например образование трещин по границам зерен в процессе электролитического наводорожи-вания отожженной низкоуглеродистой стали [18], появление местиых вспучиваний на гладких образцах стали Ст. 3 (рис. 3), а также значительное удлинение стальных проволок и спиралей [6, 19] при наводоро-живании (см, рис, 2). [c.85]

Все приведенные в справочнике конструкционные легированные стали имеют меньшую или большую флокеночувствительность после горячей обработки давлением. В литом состоянии все стали обычно не имеют флокенов, поскольку в этом случае имеется достаточно большое количество усадочных пор — резервуаров, в которые может выделяться водород з молекулярном состоянии при превращении аустенита и не создавать таких больших давлений в них, которые могли бы способствовать образованию флокенов при определенных температуре и времени. [c.12]

При очистке деталей методом ультразвукового травления происходит следующее. Кислота проникает в поры и трещины окалины или ржавчины, частично разрыхляя и растворяя при этом окислы металлов. Резкие пульсации давлений, возникающие в звуковом поле, способствуют отслаиванию этих окислов от основного металла. Однако это явление — не единственная причина очистки. Повышение температуры при поглощении ультразвуковых волн также способствует отслаиванию окислов вследствие разных коэффициентов теплового расширения последних и основного металла. Кроме того, электрические разряды, возникающие в результате разности потенциалов между,стенками кавитационных пузырьков, вызывают вторичный химический эффект — образование легко удаляемых перекиси водорода, окислов азота и т. д. вместо рыхлого вещества окалины. [c.192]

Углеродистые стали. Исходные стальные порошки или смесь порошков железа и графита прессуют при давлении 400 - 600 МПа, обеспечивая повышенную плотность заготовок, которые затем спекают при 1150 - 1200 °С в течение 1,5 - 2 ч в атмосфере водорода, диссоциированного аммиака или эндогаза. При этом структура получается достаточно мелкозернистая в основном из-за наличия пор, тормозящих рост частиц. Для уменьшения пористости спеченный материал повторно обрабатывают давлением в холодном (калибрование) или нагретом (ДГП) состоянии. Свойства порошковой стали могут быть улучшены соответствующей термообработкой. [c.18]

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]

По данным расчета [232], давление водорода в порах после длительного отжига алюминия при 450—500° С составляет в среднем 10 атм. Поскольку при существующей технологии производства алюминия и его сплавов содержание водорода превышает критическое, термическая [c.165]

Водородное вспучивание вызывается диффузией атомов водорода в поры в структуре металла, где они, объединяясь, образуют молекулярный водород. Давление водорода достигает такой величины, что в некоторых случаях происходит вспучивание, текучесть и разрушение. Водородное вспучивание можно минимизировать, применяя материалы без пор, либо ингибиторы коррозии или непроницаемые для водорода покрытия. [c.600]

Повышенное содержание водорода при выплавке стали может приводить к флокенам. Флокенами называют внутренние надрывы, образующиеся в результате высоких давлений, которые развивает водород, выделяющийся при охлаждении в поры вследствие понижения растворимости. Флокены в изломе имеют вид белых пятен, а на поверхности — мелких [c.242]

Появление молекулярного водорода внутри металла в порах, трещинах, неметаллических включениях и других коллекторах можно проиллюстрировать опытами [106], в которых производилось электролитическое наводороживание полого, герметически закрытого стального цилиндра со стенками толщиной 3 мм. Отбор проб газа внутри цилиндра и измерение его давления показали, что после наводорожи-вания внутри цилиндра появлялся молекулярный водород под давлением 300 атм. [c.77]

При высоком содержании водорода в стали (10-15 мл/100 г и выше), в результате суммарного действия давления молекулярного водорода в порах и растягивающих напряжений в металле возможно образование флокенов, расслоений и водородных трещин. Рост образовавшихся трещин при наводороживании стали происходит после снижения пластичности металла до определенной минимальной величины [11, 18]. [c.12]

Водородная хрупкость никеля объясняется высоким давлением водорода в порах металла [75]. [c.429]

Экспериментальным путем установлено [78, 82], что при добавлении небольшого количества водорода к плазмообразующему газу, например к азоту, можно заметно уменьшить количество пор в сварных швах. Тот же эффект достигается при добавлении небольшого количества воды в плазму, например при резке воздухом [78]. Вода в столбе дуги диссоциирует на водород и кислород, частично испаряется, создавая избыточное давление в зоне реза. Одновременно при повышении давления в зоне реза за счет парообразования и создания водяной завесы исключается проникновение дополнительных порций азота из атмосферы в полость реза. [c.106]

Атомы азота на границах зерен феррита образуют прослойки хрупких нитридов. Водород диффундирует в сталь в атомарном состоянии и скапливается по границам пор и неметаллических включений. Увеличиваясь в объеме при воссоединении в молекулы, водород повышает давление и создает напряженное состояние на этих участках, что может вызвать образование в них микротрещин (фло-кенов) и газовых раковин. [c.190]

В упрощенном виде механизм наводороживания стали заключается в следующем. Образующийся при указанных видах коррозии атомарный водород адсорбируется поверхностью металла, а затем диффундирует. Водород, адсорбирующийся в любых несплошностях кристаллов, может рекомбинировать в молекулярную форму. Чем меньше плотность металла, тем большее количество водорода адсорбируется металлом и тем большая часть его находится в молекулярной форме. Равновесие между атомарным и молекулярным водородом зависит от предельной истинной растворимости водорода в данном металле, фактической его концентрации в кристаллической решетке и парциального давления атомарного водорода в порах. [c.114]

В результате взаимодействия алюминия с водяным паром, адсорбированным окислами, и2А1+ЗНзО-> AljOg-f-+ 6Н, образуется атомарный водород, с молизацией которого связано повышение давления в порах [122]. [c.157]

Наиболее вероятно хрупкость вызывается давлением молекулярного водорода, выделяющегося в порах, трещинах и в др. несплошностях металла, а также в зоне концентрации дефектов строения, особенно в процессе пластического деформирования. Предполагается, что охрупчивающее действие водорода связано с диффузией его к очагам будущего разрушения или к фронту растущей трещины в зонах растягивающих напряжений, если скорость деформации меньше скорости диффузии водорода. Именно с влиянием водорода связано появление склонности к так называемому замедленному разрушению. [c.154]

Так как у заряженного аккумулятора активная масса пластин преобразована в РЬОг и РЬ, дальнейшее течение зарядного тока вызовет только бесцельный электролиз воды в электролите на водород и кислород и ненужное окисление решеток положительных пластин. В порах активной массы пластин будет скапливаться большое количество газов, которые, повышая давление в порах, вызывают разрыхление активной массы и ее отрыр (опадание). [c.33]

Так как у заряженного аккумулятора активная масса преобразована на положительных пластинах в РЬОг, а на отрицательных в РЬ, дальнейший заряд вызовет только бесцельный электролиз воды, содержащейся в электролите, на водород и кислород и вредное окисление решеток положительных пластин выделяющимся кислородом. Сильное окисление решеток сопровождается их разрушением. Одновременно в порах активной массы пластин будет накапливаться значительное количество газов, вследствие чего давление в порах будет возрастать, что вызовет разрыхление и выкрашивание активной массы и даже отрыв ее от решеток пластин. [c.23]

Согласно первой теории, хрупкость вызывается давлением молекулярного водорода, -выделяющегося в порах, трещинах и других несплошностях металла в состоянии равновесия, особенно в процессе пластического деформирования стали [28, 33, 34, 46, 47, 48], Другая теория связывает охрупчивающее влияние водорода с ого действием как поверхностно-активного вещества. Понижение прочности, согласно этой теории, является следствием понижения поверхностной энергии в результате адсорбции водорода на поверхностях типа трещин Гриффитса [1, 49, 50]. [c.89]

Водородная хрупкость. Возникновение трещип при постоянно действующем напряжении возможно в оборудовании, в котором имеется водород под высоким давлением. Это явление аналогично коррозионному растрескиванию [39], т. е. инициация трещины является функцией К, причем имеется пороговое значение К, ниже которого металл не разрушается. Разрушение также возможно в результате охрупчивания, обусловленного взаимодействием с водородом, например растрескивание медных сплавов ввиду образования в порах водяного пара под высоким давлением или водородной хрупкости в случае наводороживапия при электроосаждении, При низких температурах разрушений, обусловленных водородной хрупкостью, не наблюдалось. Тем не менее в случае утечки газа из емкостей с жидким водородом в материалах, имеющих температуру, близкую к комнатной, возможно появление водородной хрупкости. [c.22]

Между водородосодержащей средой и металлом через определенный промежуток времени после возникновения контакта наступает равновесие распределения водорода, т. е. металл насыщается водородом. Если в металле имеются внутренние полости, то водород проходит через металл, десорбируется на их поверхности и обрг зует молекулы. Давление в микропорах зависит от их размеров, и оно может достигать таких больших значений, которые могут обусловить разрастание микро-пор. В результате наблюдается резкое снижение ме-механических свойств металла, которое в ряде случаев может явиться причиной хрупкого разрушения (рис. 29,в, г). [c.83]

По мере движения звезды к точке D происходит ускоренное горение водорода, масса изотермич. гелиевого ядра возрастает, что при условии равновесия приводит к росту его плотности. Т. к. темп-ра ядра при этом близка к темп-ре водородного слоевого источника и увеличивается слабо, рост плотности приводит к вырождению ядра. Давление в нём практически перестаёт зависеть от темп-ры. В этих условиях небольшое увеличение темп-ры ядра, связанное с возгоранием гелия, почти не влияет на давление, звезда приобретает положит, теплоёмкость, к-рая обусловливает резкое увеличение скорости горения гелия (гелиевую вспышку). Действительно, пока энерговыделение при горении гелия мало, звезда располагается на ГРД вблизи точки D и рост темп-ры и плотности приводит к росту энерговыделения, что в свою очередь увеличивает темп-ру. Возникает положительная обратная связь, приводящая к тепловой гелиевой вспышке в ядре. Развитие вспышки продолжается до тех пор, пока рост темп-ры не снимет вырождение в ядре, звезда приобретёт нормальную отрицат. теплоёмкость и дальнейшее горение гелия продолжится спокойно в невырожденном ядре. Особенностью гелиевой вспыш-ю является то, что она запрятана в глубине звезды и внеш. проявления её почти отсутствуют. После образования невырожденного ядра звезда спускается вниз от точки D и поворачивает налево к линии EF (горизонтальная ветвь гигантов), где находится до тех пор, пока гелий в ядре превращается в углерод. Вновь образованное углеродное ядро становится вырожденным, возгорание гелия в слоевом источнике и образование двухслойного гелий-водородного горящего слоя приводят к развитию конвекции в оболочке, и вновь повторяется та же схема развития, причём звезда возвращается почти вдоль той же линии к точке D. [c.491]

В сравнении с кислородом, водород легче проникает в металлы. Данных о роли водорода при термоциклирова-нии чугуна немного. Как и в стали, водород в чугуне оказывает отрицательное влияние, связанное, например, с переходом атомарного водорода в молекулярный, образованием или диссоциацией метана [45]. Происходящее при этом увеличение давления в газовых порах приводит к разрыхлению. Однако флокенообразование, типичное для стали, в чугуне встречается редко. При термоциклировании в водороде происходит в основном обезуглероживание и темп роста под действием растворно-осадительного механизма уменьшается. Объясняется это тем, что водород препятствует графитизации [272]. При термоциклировании в водяном паре рост объема чугуна больше, чем в воздухе [189]. [c.157]

Приведенные данные укладываются в схему механизма роста объема, основанную на развитии водородных пор. Водород, образующийся при окислении алюминия водяным паром, проникает в глубь образцов и молизуется в дефектных участках. При повышенных температурах сопротивление пластической деформации алюминия уменьшается и под влиянием газового давления поры увеличиваются в размерах. Вследствие роста пор давление молекулярного водорода падает. Уменьшается оно и во время охлаждения образцов. В связи с этим появляется возможность для поступления в поры новой порции водорода, что в соответствии с данными работы [1861 реализуется во время выдержки в кипящей воде. Следовательно, поры растут при повышенных температурах, а на низкотемпературной стадии цикла создаются условия, обеспечивающие поставку водорода в образец. В таком виде обсуждаемая схема развития пористости имеет много сходного с рассмотренным ранее растворно-осадительным механизмом роста объема графитизированных сплавов. В обоих случаях развитие пористости и рост объема происходят на высокотемпературной стадии цикла, а при пониженных температурах подготавливаются условия роста, состоящие в выделении избыточной фазы. Существенным различием их является то,что при росте газовых пор материал образующейся фазы— газообразный водород — непрерывно поступает извне. [c.163]

Трещины при травлении (скопление молекулярного водорода в порах и включениях, повышение давления). Внутрикристал-литное коррозионное растрескивание в ферритных сталях (кислые, а также содержащие H2S среды при совместном действии механических напряжений). [c.393]

Водородное изнашивание разрушением (ВИРАЗ). Этот вид изнашивания имеет специфическую особенность поверхностный слой стали или чугуна разрушается мгновенно на глубину до 1. .. 2 мкм. Это происходит, когда поверхностный слой накапливает большое количество водорода. Ранее отмечалось, что процесс трения создает условия высокой концентрации водорода в поверхностных слоях стали. Трение десорбирует смазочный материал, и водород получает возможность занять большее число адсорбционных центров на поверхности. Концентрация водорода в стали непрерывно возрастает. Водород попадает в зародышевые треш,ины, полости, межкристальные границы и другие места. При трении происходит периодическое деформирование поверхностного слоя, и объем дефектных мест (полостей) изменяется. Поступающий в полости водород молизуется и, не имея возможности выйти обратно при уменьшении объема, стремится расширить полость, создавая высокое напряжение. Повторение цикла вызывает эффект накопления, продолжающийся до тех пор, пока внутреннее давление в полостях не вызовет разрушения стали по всем развившимся и соединившимся трещинам. [c.130]

Из газов, растворенных в стали, особенно неблагоприятное действие на хладостойкость оказывает водород. Водород в стали может находиться либо в твердом растворе внедрения в виде атомов или ионов, либо в молекулярной форме. В последнем случае он располагается в порах, иногда называемых коллекторами водорода, причем давление водорода в коллекторах может достигать значительных величин. При повышенных температурах и давлении водород может взаимодействовать с >тлеродом с образованием метана СН4. Реакция образования метана протекает преимущественно по границам зерен, что ослабляет связь между ними. Внутреннего давления водорода в порах недостаточно для образования трещин. Разрушение развивается при миграции водорода в очаг деформации перед растущей трещиной. Подвижность водорода и его способность легко перемещаться вместе с дислокациями приводит к скоплению водорода в местах концентрации напряжений, на границе включение — матрица, что способствует хрупкому разрушению стали, особенно при низких температурах. [c.601]

Стеклянный отросток системы, в котором подвешена на молибденовой гибкой проволоке капсула, помещается в электрической печн 6 с термоизоляцией 7. Система герметически закрывается и эвакуируется путем открытия вакуумного крана 9 в трубопровод 8, ведущий к вакуумному насосу. После эвакуации системы кран закрывается и капсулу опускают в печь. Капсула очень быстро нагревается. Давление в вакуумной системе резко возрастает, что фиксируется манометром Пирани 12, связанным с самописцем проводниками 1. Измерительная система предварительно калибруется чистым сухим водородом. После достижения давления, равного 65- 10 бар (50 мм рт. ст.), которое еще обеспечивает достаточную разность между давлением внутри капсулы и снаружи, система вновь откачивается до давления <1,3- 10 бар (0,1 мм рт. ст.). Кран опять закрывается до тех пор, пока давление не достигнет 65- 10"" бар (50 мм рт. ст.). Этот процесс повторяется так часто, как это необходимо. Перво- [c.343]

Наличие в этих сталях раскатанных при прокатке пластичных сульфидов и оксисульфидов способствует скоплению водорода на границах раздела ферритная матрица—включение. Дальнейшее накопление водорода в стали сопровождается его молизацией в пустотах (порах). Водород из атомарного состояния переходит в молекулярное, вызывая повышение давления на границе раздела феррит-включение. Отмечено повышение давления водорода в указан-нь1Х выше ловушках до 70 и даже до 150 атм, что в ряде случаев существенно превышает рабочее давление в аппаратах. [c.179]

В каком состоянии проникает водород в металл—в виде протонов или атомов, по нашему мнению, не имеет существенного значения, так как при соприкосновении с поверхностью металла протоны сталкиваются с достаточно большим количеством, электронов и неизбежно превращаются в атомы водорода. В результате абсорбции некоторая часть ато.мов водорода растворяется в стали, проникая в кристаллическую решетку металла и деформируя ее. Часть атомов проходит через металл и выделяется на противоположной его поверхности, молизуясь на ней. Процесс молизации водорода происходит не только на наружных поверхностях металла, но и на границах многочисленных микроскопических пор— микропустот —в кристаллической решетке. Скопление водорода в таких микропустотах и является основной причиной водородной хрупкости металла. Давление водорода в пустотах может достигать значительной величины (сотни атмосфер), вследствие чего в металле возникают внутренние напряжения, обусловливающие его хрупкость. [c.111]

При нанесении сплошного и беспористого слоя металла на сильнопористое основание по прошествии некоторого времени на покрытии могут появиться пузырчатые вздутия. Это объясняется тем, что при травлении пористого изделия капиллярные каналы его заполняются травильной жидкостью, которая при обыкновенном промывании поверхности плохо удаляется и частично остается в порах металла. В дальнейшем между кислотой, находящейся в порах, и основным металлом под покрытием происходит реакция, в результате которой выделяется водород. Если давление водорода возрастает настолько, что оно может преодолеть силу сцеп- [c.92]

При нагреве меди в окислительном пламени образуется закись меди СидО, закись меди восстанавливается водородом СпзО -Ь На = 2Си + Н2О с образованием водяного пара, который создает внутреннее давление в металле, приводящее к образованию в нем пор и трещин (водородная болезнь). [c.290]

Водород, имеющий малый атомарный диаметр, легко диффундирует в микропоры или на границы раздела фаз. На поверхности микропоры происходит десорбция с образованием молекул. Давление резко повышается. При достижении критического сочетания геометрии формы поры, давления в ней и уровня действующих в конструкции напряжений происходит элементарный акт разрушения — микронадрыв. Рост трещины происходит последовательными скачками, пока она не достигнет критической длины и ширины. Дальше произойдет практически мгновенное окончательное разрушение. Процесс разрушения контролируют парциальное давление водорода на поверхности металла, структурное состояние, наличие и форма микропор, вид и уровень напряженного состояния и температура металла на поверхности и в объеме. [c.242]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...