Водород 1 — термодиффузии

Эффекты бародиффузии обычно на практике совершенно незначительны и могут не приниматься в расчет. Эффекты термодиффузии в газовых смесях могут оказывать заметное влияние лишь при существенно различной массе молекул компонентов смеси (например, смесь водород-фреон и т.п.), значительных температурных градиентах и средних концентрациях компонентов. На практике все эти условия одновременно выполняются редко. Поэтому обычно термодиффузионные эффекты также не рассматриваются. В итоге соотношения (3.269) и (3.270) переходят в соотношения закона концентрационной диффузии — закона Фика [c.263]

Вторым фактором, способствующим образованию холодных трещин в сталях, является водород, поглощаемый из атмосферы сварочной дуги или из основного металла в результате термодиффузии. Водород растворяется в жидком металле в атомарном состоянии. Водород, который зафиксирован в зоне сварного соединения, при падении температуры ниже 200 °С переходит из атомарного состояния в молекулярное, что сопровождается высоким давлением газа, которое активно проявляется в области перегрева зоны термического влияния в основном тогда, когда в ней образуются закалочные структуры. Образовавшийся при ох- [c.181]

Термодиффузию бинарных смесей водород — Ф-22 см. [219], фазовые равновесия в системах гелий — Ф-22 и азот — Ф-22 — [112, 220]. [c.57]

Термодиффузия водорода в титановых сплавах была обнаружена в работах [306,307]. Из теории термодиффузии следует, что для системы, один из компонентов которой обладает значительно большой подвижностью, чем другой, прн стационарном распределении между кон- [c.283]

В другой серии экспериментов была изучена термодиффузия водорода в титановых сплавах при более высоких температурах. [c.287]

Рис. 130. Термодиффузия водорода в техническом титане при температуре холодного и горячего концов образца 650 и 1100 С соответственно

Как видно из предыдущего, коэффициент диффузии водорода с повышением температуры увеличивается. Вследствие этого, когда при затвердевании жидкой стали или охлаждении слитка или заготовки создается градиент температур, то он вызывает диффузию водорода от участков с низкой температурой к участкам с повышенной температурой. Это явление, носящее название термодиффузии [1391, оказывает, как это будет показано дальше, весьма существенное влияние на равномерность распределения водорода по объему слитка и поковки и, следовательно, на их технологические свойства. [c.19]

Повышенное содержание водорода в поверхностной зоне низа слитка по сравнению со средней частью поверхности объясняется быстрым затвердеванием низа слитка. После завершения кристаллизации на распределение содержания водорода по объему слитка оказывает большое влияние термодиффузия, т. е. диффузия водорода в твердой стали, от участков с пониженной тем пературой к участкам, имеющим более высокую температуру [139, 191]. Так, например, скорость охлаждения слитков сечением 100 мм следующим образом влияет на распределение водорода (табл. 11). [c.36]

Слитки после затвердевания, обычно в горячем состоянии, передают в нагревательные печи для подогрева и последующей горячей деформации (ковки или прокатки). В процессе нагрева и особенно горячей деформации, а Также последующего охлаждения происходит удаление водорода из наружных зон слитка и рассасывание его в ликвационных участках. В результате этого содержание водорода в поверхностных зонах снижается, а по сечению заготовок — выравнивается. На равномерность распределения водорода по сечению в процессе охлаждения оказывает влияние, как указано было раньше, термодиффузия. [c.38]

Как было указано раньше (см. стр. 35—38), содержание водорода в центральной зоне слитка, в верхней его части, в результате термодиффузии и ликвации значительно выше, чем в поверхностной зоне и в нижней части слитка. Вследствие этого поковки (или части поковок), откованные из верхней части слитков, отличаются более высокой флокеночувствительностью, чем поковки (или части их), откованные из нижней части слитка. Так, например, по данным В. Я. Дубового [20], поковки из углеродистой стали после ковки имели следующее количество флокенов, в зависимости от скорости охлаждения и расположения их по слитку [c.73]

Раньше было показано, что содержание водорода в значительной степени снижается как в процессе разливки (при нормальных условиях ее проведения), так и в процессе кристаллизации слитка. В результате удаления водорода в процессе разливки и кристаллизации слитка, а также в результате влияния ликвации и термодиффузии водорода, при значительном снижении среднего его содержания, содержание водорода в центральной зоне слитка получается примерно таким же или несколько ниже, чем в исходной жидкой стали, а содержание водорода в поверхностной зоне значительно ниже — обычно в пределах [c.159]

Интересно отметить, что из-за потока энтропии даже вблизи равновесного состояния необратимость не может быть отождествлена с тенденцией к беспорядку. Многочисленные примеры будут приведены в тексте, а пока проиллюстрируем сказанное на простой ситуации. Например, обратимся к термодиффузии. Возьмем два ящика, соединенных между собой трубкой, нагреем один ящик и охладим другой. Предположим, что внутри ящиков находится смесь двух газов, например водорода и азота. Понаблюдав за системой, можно заметить, что в стационарном состоянии концентрация водорода выше в одном ящике, а концентрация азота выше в другом. Необратимые процессы, в данном случае поток тепла, порождают и беспорядок (тепловое движение), и порядок (разделение двух компонентов). Мы видим, что неравновесная система может спонтанно переходить в состояние повышенной сложности. Эта конструктивная роль необратимости проявляется еще более поразительным образом в сильно неравновесных ситуациях, к рассмотрению которых мы сейчас переходим. [c.12]

Если АН>0 (для А1 Си Fe и др.), то направление потока термодиффузии противоположно потоку теплоты, что характерно для металлов, не образующих гидридов, у которых растворимость растет с повышением температуры. Если Д//<0 (Ti Zr V Nb и др.), то направление потока термодиффузии совпадает с направлением потока теплоты, что характерно для гидридообразующих металлов. В результате образования сварного соединения в условиях высоких градиентов температур возникает неравномерная концентрация водорода, которая может быть устранена последующей термической обработкой. Примеры распределения концентраций водорода после сварки приведены на рис. 10.18, а, б. [c.404]

Следствием молекулярного диффузионного переноса тепла является так называемый диффузионный термоэффект (эффект Дюфо), представляющий собой возникновение разности температур в результате диффузионного перемещения двух газов, первоначально имевших одинаковую температуру. Диффузионный термоэффект —явление, обратное термодиффузии. При стационарном диффузионном смешении, например, водорода и азота возникает разность температур порядка нескольких градусов. [c.330]

Поглощение водорода при коррозии в чистой воде. Образование водорода (или дейтерия) при коррозии металла имеет особое значение. Мадж [19] показал разрушительное действие относительно малых количеств водорода (100—500 мг кг) на ударные свойства циркония при обычных температурах. Охрупчивание вследствие поглощения водорода имеет, вероятно, большее значение для применения в энергетических реакторах, чем окисление металла. Проблема еще более усложняется, как показано Марковичем [20], тенденцией водорода к концентрированию термодиффузией при наиболее низких температурах (наружные поверхности оболочек). Если местная концентрация превышает предел растворимости, происходит выпадение гидрида циркония ZrHi,5. Ориентация отдельных пластинок гидрида зависит от предшествующей деформации или напряжения. Если гидрид выпадает в то время, когда металл подвержен действию приложенного напряжения, пластинки стремятся расположиться нормально к растягивающему напряжению или параллельно сжимающему напряжению. Подобная ориентация является результатом структуры основного металла. Когда гидридные пластинки перпендикулярны к растягивающим напряжениям, получается крайне низкая вязкость при 7 <150°С. Все эти обстоятельства являются крайне неблагоприятными для труб высокого давления и цилиндрических оболочек с избыточным внутренним давлением, в которых максимальное растягивающее напряжение и максимальная концентрация гидрида совпадают на наружной поверхности. [c.237]

Пленки, полученные восстановлением компонентов стекла в его поверхностном слое, отличаются устойчивостью к действию высоких напряжений их электросопротивление равномерно и практически не изменяется прн хранения в комнатных условиях и нри нагревании на во.здухе до 200°. Эти пленки имеют отрицат. температурный коэфф. электросопротивления в пределах от 0,3 до 1% на 1° С. Для образования таких пленок используются стекла спец. состава, содержащие легко восстанавливающиеся окислы металлов (BijOj, SbjOa, Asfis и ДР-)- В процессе нагревания и обработки поверхности стекла водородом происходит термодиффузия ионов металлов из толщи стекла на [c.259]

Лаборатория физических проблем под руководством чл.-кор. Академии наук Александрова разработала в лабораторном и полузаводском масштабе метод разделения изотопов урана термодиффузией, а также метод получения тяжелой воды путем дистилляции жидкого водорода. [c.508]

Как видно из диаграммы Сегре (фиг. 6), относительная распространенность дейтерия (Н ) в водороде составляет всего 0,02%. Однако вследствие большой относительной разности весов эти изотопы могут быть сравнительно легко разделены в больших количествах. Первые порции дейтерия были получены в качестве побочного продукта при электролизе. Между газом, выделяющимся на катоде, и водородом, остающимся в растворе, может быть получен коэфициент разделения от 10 до 20. Вследствие большого эффекта, достигаемого в одной установке, однократные методы более удобны, чем каскадные. Большие концентрации изотопов водорода, углерода и серы могут быть получены в обменных химических реакциях. Могут применяться также термодиффузия, центрифугирование и электромагнитные методы разделения. Несмотря на то, что все эти методы требуют больших установок и значитель- [c.270]

После определения условий функционирования вольфрамового катода проведены эксперименты с целью определения условии нормальной работы сопла в смешанном газе. Исследовалась возможность его работы на одном смешанном газе без добавки других компонентов. Необходимо отметить, что при использовании чистого водорода для нормальной работы сопла требуется добавка аргона. Соотношение аргона и водорода в смеси составляет 35—40% аргона и 60—65% водорода, т. е- примерно такое же, как соотношение азота и водорода в смешанном газе. Однако атомный вес азота значительно меньше, а теплопроводность больше, чем аргона, Между тем защитное действие тяжелых компонентов газа объясняется так называемым эффектом термодиффузии, который заключается в следующем. В результате высокого градиента температур, доходящего до 10000 градусов на 1 лш, происходит разделение компонентов газовой смеси более тяжелые компоненты концентрируются у холодных стенок сопла, более легжие — вблизи оси дугового столЬа. Это значит, что в случае аргоноводородной смеси аргон, а в случае азотноводородной смеси азот будет концентрироваться вблизи внутренней поверхности сопла. Но так как теплопроводность аргона и азота во много раз ниже теплопроводности водорода, то благодаря перераспределению компонентов газовой смеси у внутренней стенки сопла образуется холодный слой газа. Этот слой газа в результате охлаждения стенок сопла имеет достаточно низкую электро-и теплопроводность, вследствие чего достигается электрическая и тепловая изоляция стенок сопла от столба дуги. Поэтому небольшая добавка аргона обеспечивает надежную тепловую защиту сопла. [c.16]

В заключение заметим, что понижение устойчивости вследствие эффекта термодиффузии может оказаться весьма заметным. Так, для водородо-азотной газовой смеси при средней равновесной концентрации водорода 0,05 (42% водорода по объему), согласно оценке [ ], а =0,18 е=0,60 При этих значениях параметров из (31.12) следует К = Ко/2,55, т.е. критическое число Рэлея понижается в два с половиной раза по сравнению с тем значением, которое было бы в случае однородной среды. [c.226]

Фролов В. В. Процессы термодиффузии и десорбции водорода в гидрообразующих металлах при сварке плавлением. Сб. МВТУ, 106, Сварка цветных металлов и некоторых легированных сплавов . М., Оборонгиз, 1962. [c.382]

Эксперименты проводились в эвакуированных кварцевых ампулах на сплавах ВТ1 и ВТ15 при температуре холодных и горячих концов 650 и 1100° С соответственно. В этом случае на кривой распределения водорода по длине образца в сплаве ВТ1 наблюдается ступенька, которая соответствует температуре а =ьр-перехода и объясняется различной растворимостью водорода в а- и р-фазах. Каждый из участков этой кривой (до и после ступеньки ) можно рассматривать отдельно как термодиффузию в а- и р-фазах (рис. 130). [c.287]

Перераспределение водорода в зоне сварки в титановых сплавах происходит под влиянием целого ряда факторов дегазации расилавленной ванны, окклюзии водорода нз окружающей среды металлом шва и околошов-ной зоны, термодиффузии водорода из горячей зоны в области с более низкой температурой, перераспределения водорода под влиянием возникающих при сварке напряжений и сегрегации его из-за фазовых превращений. Из-за перераспределения водорода его концентрация в околошовной зоне может быть достаточной для развития замедленного разрешения сварных соединений при сравнительно низких напряжениях. [c.363]

В процессе кристаллизации, кроме выделения водорода изг жидкой стали, происходят процессы термодиффузии и ликвации. При термодиффузии водород в жидкой стали из участков с пониженной температурой пере лещается в более горячие объемы жидкого металла. При ликвации же водород, выделяющийся из затвердевающего металла, обогащает соседние слон жидкого металла. После окончания кристаллизации в охлаждающемся слитке, вследствие процесса термодиффузии, централь ная зона слитка, особенно его верхняя часть, имеющая наиболее высокую температуру, обогащается, а поверхностная зона обедняется водородом. Так, например, по данным Ш. Ш. Бек-турсунова, В. И. Явойского и др. [88], вследствие выделения во дорода из жидкой стали при ее кристаллизации среднее содер жание водорода с 4,98 в жидкой стали снижается до 3,8 см 1100 г в твердом слитке, причем в центральной подприбыльной зоне содержание водорода равняется 6 см ИОО г, а в поверхностной зоне 2—3 см 100 г. [c.35]

К концу затвердевания слитков, вследствие ликвации и тер- oдиффyзии жидкой стали, центральная зона и верх слитка обогащаются водородом, а поверхностная зона обедняется им. При охлаждении же слитка на воздухе после его затвердевания между поверхностной и центральной зоной создается разность температур, и разница в содержании водорода между этими зонами, вследствие протекания термодиффузии, увеличивается. При вы,-держке слитка в колодце температура его выравнивается, и после довольно продолжительной выдержки выравнивается содержание водорода по его объему. Если после выдержки в колодце медленно охладить слиток на воздухе, то вследствие разности температур возникает значительная термодиффузия, вызывающая разность в содержании водорода. Если слиток после выдержки в колодце быстро охладить в воде, то вследствие быстрого охлаждения развитие термодиффузионных процессов [c.36]

По данным В. И. Явойского, в центральной зоне слитка аусте-"нитной стали 1Х18Н9Т раз весом 2,1 г содержалось водорода 9—14, а в периферийной зоне 6,6—7,8 см 1100 г. Сравнительная равномерность распределения содержания водорода по объему слитка аустенитной стали объясняется низким коэффициентом диффузии водорода в аустените и, следовательно, малой термодиффузией его и брлее высокой растворимостью в нем водорода. [c.38]

В. В. Ф р о л о в. Процессы термодиффузии и десорбции водорода в гидридообразующих металлах при сварке плавлением. — Сб. Сварка цветных сплавов и некоторых легированных сталей , МВТУ, 106. Оборонгиз, 1962, стр. 5—38- [c.307]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...