Диффузия углерода в никеле

Однако если оценить скорость диффузии углерода в никель, то для насыщения никеля необходимо меньшее время t, чем то, по истечении которого экспериментально наблюдалось снижение прочности. Например, для плоской конфигурации образца оценим время по формуле [c.418]

Отсюда можно предположить, что скорость процесса определяется не диффузией углерода в никель, а установлением соответствующей поверхности раздела углерод — никель. Это предположение подтверждается данными по определению времени установления адгезионной связи между никелем и углеродом, составляющими от >24 ч при 1273 К До -- 1ч при 1373 К. Оценка энергии активации процесса установления связи может быть сделана на основании кинетического уравнения скорости (разд. II, А, 2). Результаты нанесены на график рис. 18, и вычислена приближенная величина энергии активации 461 кДж/моль. Эту величину можно сопоставить с энергиями 348 и 616 кДж/моль, вносимыми соответственно одинарной и двойной связями углерод — углерод. Следовательно, скорость процесса, возможно, определяется разрушением связей углерод — углерод, которое должно произойти до диффузии углерода в никель. [c.418]

Сплавы Со — С и Ni — С, подобно железоуглеродистым сплавам, составлены из компонентов с сильно различающимися парциальными коэффициентами диффузии. Углерод в этих сплавах диффундирует по междоузлиям кристаллической решетки металла-растворителя, а металлические атомы — с помощью вакансий. Карбиды никеля и кобальта малоустойчивы и при медленном охлаждении не возникают [242]. Растворимость углерода в никеле и кобальте с температурой меняется, и в них при термоциклировании могут происходить процессы растворения и выделения графита. [c.82]

Характер влияния легирующих элементов на диффузионную подвижность углерода в феррите изучался многими исследователями. Было показано, что карбидообразующие элементы Мп, Сг, W, Мо, V и Si снижают коэффициент диффузии углерода в феррите. Энергия активации Q для диффузии углерода в легированном феррите приближается к значениям ее для аустенита (26—35 ккал/ат). Кобальт и никель мало влияют на коэффициент диффузии углерода в феррите, [c.287]

В результате того что карбиды выделяются внутри бывших кристаллов мартенсита, часто троостит и сорбит отпуска до температуры 500—600° С сохраняют его ориентировку и имеют игольчатое строение, напоминающее структуру мартенсита. Карбидообразующие элементы (V, Мо, Ш, Сг и др.), а также кремний, затрудняя диффузию углерода в а-растворе, задерживают процесс коагуляции. Поэтому после отпуска при одинаковой температуре сталь, легированная этими элементами, сохраняет более высокую дисперсность карбидных частиц. Никель и кобальт несколько ускоряют процесс роста карбидных частиц. [c.199]

Рис. 86. Торможение диффузии углерода в железо барьерными покрытиями из меди, хрома, никеля, кобальта в твердом карбюризаторе при 950—980 °С время 6 ч

Ниже, на фиг. 226—228 (см. вклейку, листы 57—58) приведены зоны контакта при резании никеля. Измерение твердости и травление шлифов не выявили диффузию компонентов твердого сплава в никель до 1180°. Отсутствие продиффундировавшего углерода в никеле естественно, так как никель — элемент, не образующий карбидов. В литературе отсутствуют данные о коэффициенте диффузии вольфрама в никель. Надо полагать, что его значение меньше, чем для железа, и в наших опытах температура и время были недостаточны для появления такой диффузионной прослойки вольфрама в никеле, которую можно обнаружить с помощью микроскопа. [c.233]

Легирующие элементы влияют на скорость коагуляции карбидных частиц. Никель ускоряет коагуляцию, а хром, молибден, ванадий и некоторые другие элементы затрудняют ее. Элементы, усиливающие межатомную связь в решетке а-раствора и карбида (в последнем случае — сильные карбидообразователи) и уменьшающие скорость диффузии углерода в а-растворе, затрудняют переход атомов через границу карбид — а-раствор и а-раствор— карбид и перенос углерода через раствор. Такие элементы задерживают растворение мелких и рост крупных частиц при коагуляции. [c.345]

Такое различие коэффициентов диффузии углерода и других перечисленных элементов приводит к тому, что при данных условиях (температура, фазовое состояние основы и т. п.) там, где перемещение углерода будет значительным, перемещение хрома, никеля и железа будет мало заметным или даже не ощутимым. Это обстоятельство — одна из причин того, что диффузия углерода в сварных соединениях разнородных сталей оказывает большое влияние на их свойства, а диффузия других легирующих элементов имеет гораздо меньшее значение. [c.296]

Никель, хотя и уменьшает растворимость углерода в аустените (рис. 362) и делает аустенит после закалки менее пересыщенным, тем не менее усиливает склонность стали к межкристаллитной коррозии (рис. 365), что объясняется тем, что никель ускоряет диффузию углерода и поэтому быстрее выделяется по границам зерна карбидная фаза. [c.492]

Легирующие элементы по-разному влияют на условия равновесия. В сплавах железа никель и марганец понижают критическую точку и повышают точку Л4, расширяя тем самым область -фазы (рис. 85, а), т. е. способствуют образованию аустенита. Элементы Сг, W, Мо, Si, V повышают точку A3 и понижают точку Л4, сужая тем самым 7-область (рис. 85, б), т. е. способствуют стабилизации феррита. Большинство легирующих элементов влияют на кинетику превращения аустенита, как правило, замедляя его последнее объясняется тем, что диффузия легирующих элементов, образующих твердые растворы замещения, происходит медленнее, чем диффузия углерода, что задерживает скорость роста зародыша в процессе превращения аустенита. Схемы типичных случаев влияния легирующих элементов на кинетику превращения приведены на рис. 86 (для сравнения штриховой линией показана ветвь С-кривых, для нелегированной стали). Элементы Мп, Ni, Si, не образующие специальных карбидов (за исключением Мп), замедляют аустенитное превращение, не изменяя формы С-кривыХ [c.118]

При сварке чугуна медно-никелевыми электродами получают легкообрабатываемый слой, так как медь и никель не растворяют углерод и не образуют с ним соединений. Величина и характер переходных зон при сварке электродами из цветных металлов существенно отличаются от величины и характера зон, образующихся при сварке стальными электродами. Основное различие состоит в отсутствии диффузии углерода из основного металла в шов. [c.116]

Значительное число экспериментальных работ посвящено извлечению меди и никеля из шлаковых систем цементацией их чугуном или железом [ 249 - 257], Установлено, что процесс цементации в расплавах лимитируется скоростью диффузии ионов, в связи с чем скорость процесса значительно возрастает при перемешивании расплава каким-либо инертным газом. Показано, что извлечение меди, никеля и кобальта при цементации их в расплавах достигает 96 - 98 % при температуре 1350 - 1400°С и времени процесса 30 мин. Содержание меди в металлической фазе может доходить до 4 - 10%. При цементации цветных металлов чугуном в металлическую фазу попутно извлекается из шлаковой фазы часть железа (до 35 -10%), что свидетельствует о сочетании электрохимического процесса цементации с химическим процессом восстановления окислов шлаковой фазы углеродом чугуна. Цементацию свинца в хлоридных расплавах цинком и чугунной стружкой изучали в работах [ 258 -261 ]. Установлена возможность высокого извлечения свинца. В работе [ 262] показана возможность цементации свинца железом из галенита и свинцо- [c.75]

Для понимания особенностей структуры титановых сплавов важно выяснить строение поверхностей раздела пластин а-фазы. Представляют интерес в этой связи неожиданные результаты (табл. 33), которые были получены при локальном изучении диффузии никеля и углерода в сплаве ВТ-5 после полиморфного превращения методом авторадиографии [293]. Измерение плотности почернения авторадиограмм, полученных с косых срезов после медленного охлаждения, показало, что диффузия никеля по поверхности раздела а-пластины идет медленнее, чем по объему кристалла. В случае охлаждения с печью Drp в 3,5 раза меньше, чем Воб, а после дополнительного длительного нагрева в а-области (800° С) Drp/ >o6 1/30. [c.346]

Вследствие понижения критических точек область наибольшей скорости перлитного превращения с понижением температуры все более подавляется, так как скорость диффузии углерода и других составляющих незначительна. Это приводит к тому, что сначала исключается образование перлита, сорбита и троостита, а затем мартенсита. Например, при введении 9% Ni в железоникелевую систему наблюдается скачкообразный переход от Аг к Ага, в результате чего образуется только мартенситная структура с большим количеством остаточного аустенита. Такого рода стали называют аустенито-мартенситными. Количество аустенита в этих сталях тем больше, чем выше содержание никеля и чем ближе сталь лежит к аустенитной области. [c.224]

Медные покрытия легко полируются и создают прочное сцепление с другими металлами, в частности с никелем, хромом и серебром. Используя это качество меди, медные покрытия применяют чаще всего в качестве подслоя при никелировании и хромировании стальных изделий, а также для защиты отдельных участков деталей, не подлежащих цементации, от диффузии углерода. Толщина покрытия в последнем случае колеблется от 20 до 40 мк в зависимости от глубины слоя науглероживания. Защищенные участки, не подвергаясь цементации, сохраняют первоначальную твердость стали, что дает возможность производить их последующую механическую обработку. [c.69]

Все эти явления особенно ощутимы при термической обработке нераскрытых раскатов, полученных из четырехслойных симметричных пакетов. Толщина такого раската вдвое больше толщины листа и соответственно выдержка при высокой температуре, а также время нагрева и охлаждения увеличивается. Некоторые советские и зарубежные исследователи указывают на положительное влияние в данном случае прослойки никеля, которая служит защитой от диффузии углерода или, во всяком случае, замедляет ее. [c.24]

Дополнительное легирование кремнистой латуни (с 0,25— 0,3% Si) никелем способствует торможению диффузионного процесса и полностью приостанавливает его при содержании 6% Ni (рис. 102) [21 ]. С увеличением содержания Ni до этого предела растет прочность сцепления наплавленного слоя со сталью. Диффузионный слой, образуемый в результате диффузии Si и Ni в основной металл, представляет собой твердый раствор этих элементов в ос-железе. Никель способствует уменьшению содержания углерода в граничном слое зерна, благодаря чему повышаются механические свойства а-железа. [c.182]

За время установления адгезионной связи первоначальносплошное никелевое покрытие разбивается на ряд шариков, как это наблюдалось для тонких покрытий на усах сапфира. К тому времени, когда связь устанавливается и начинается диффузия углерода в никель, последний лишь частично покрывает поверхность волокна, и поэтому лроисходит только локальное обеднение углеродом. Ло мере того как никелевые шарики растекаются по поверхности (вероятно, из-за уменьшения поверхностного натяжения), образуется сплошное покрытие, и после этого начинается диффузия углерода в никель со всей поверхности волокна. [c.418]

Легирующие элементы, присутствующие в стали, оказывают влияние на структуру цементуемого слоя, механизм его образования и скорость диффузии. В случае цементации сталей, легированных карбидообразующими элементами, при температуре диффузии возможно образование двухфазного слоя из аустенита и карбидов глобулярной формы. При этом аустенит обедняется углеродом и карбидообразующнми элементами (Сг, Мп, Ti) и на поверхности после закалки образуются пемартенситные структуры, способствующие снижению твердости и особенно предела выносливости. Суммарная концентрация углерода на поверхности цементированного слоя сталей, легированных карбидообразующими элементами, может достигать 1,5—2,0 % и более. Карбидообразующие элементы (Сг, Мп, Мо, W и др.) увеличивают энергию активации Q, уменьшают коэффициент диффузии углерода в аустените. Никель и кобальт повышают коэффициент диффузии углерода в аустените. Однако на толщину слоя, легирующие элементы в том количестве, в котором они присутствуют в цементуемых сталях, практически не влияют. [c.233]

Обработка после нагрева в /3-области (1080° С) Коэффициент диффузии углерода в объеме см/сек Коэффициент диффузии никеля, ем 1сек [c.346]

Легирующие элементы влияют на скорость процесса цементации, глубину цементованного слоя и концентрацик> углерода в поверхностной зоне Некарбидообразующие элементы, такие как никель, кремний, кобальт, ускоряют диффузию углерода в аустените при 950 °С В то же время эти элементы снижают растворимость углерода в аустените и тем самым уменьшают максимальное содержание угле рода в поверхностном слое Наиболее сильно ускоряет диффузию углерода в аустените и понижает содержание углерода в цементованном слое кремний Однако при более высоких температурах (1000, 1100°С) кремний уменьшает коэффициент диффузии углерода в аустените [c.177]

На толщину диффузионного слоя большое влияние оказывают легирующие элементы. Изменяя величину D и Со, легирующие элементы могут увеличить или уменьшить толщину слоя. Влияние их на толщину слоя зависит от того, какой из этих факторов будет превалировать. Так например, хром и вольфрам уменьшают коэффициент диффузии углерода в аустените D , но, повышая концентрацию углерода на поверхности q, несколько увеличивают толщину цементованного слоя. Никель, наоборот, увеличивает Dq (снижая энергию активации диффузии), но уменьшает концентрацию углерода на поверхности и поэтому уменьшает толщину слоя. Марганец почти не влияет на D , но повышает концентрацию углерода на поверхности Со, вследствие чего несколько увеличивает толщину цементованного слоя. [c.300]

Легирующие элементы оказывают влияние на температурный интервал превращений, структуру стали и фазовые превращения при нагреве. Никель и марганец снижают критическую точку Лсь хром, вольфрам, титан, и кремний повышают ее никель и кобальт увеличивают скорость распада карбидов и ускоряют фазовые превращения при нагреве стали кремний не образует в стали карбидов, снижает коэффициент диффузии углерода в железе, повышает температуру фазовых превращений. Карбидообразующие легирующие элементы хром, вольфрам и йанадий замедляют процессы фазовых превращений. Марганец снижает температуру фазовых превращений и образует карбиды. Интервал оптимальных закалочных температур сталей, легированных карбидообразующими элементами, имеет узкие пределы. [c.58]

Большинство легирующих элементов противоположным образом влияет на коэффициент диффузии и концентрацию углерода в поверхностном слое. Поэтому влияние их на толщину слоя зависит от того, какой из этих двух факторов является превалирующим. Хром и вольфрам уменьшают коэффициент диффузии углерода в аустените (О ) (повышают Q), но, увеличивая концентрацию углерода на поверхности, несколько повышают толщину цементованного слоя. Никель, наоборот, увеличивает (понижает Q), но уменьшает концентрацию углерода на поверхности и поэтому понижает толщину слоя. Марганец почти не оказывает влияния на повышает концентрацию углерода на поверхности и поэтому несколько увеличивает толщину цементованного слоя. [c.249]

Использование УЗ при химико-термич. обработке (цементации, азотирования, борирования) приводит к ускорению процесса или к увеличению толщины образующегося слоя. Напр., воздействие УЗ при бориро-вании стали 45 обеспечивает сокращение затраты времени в 4—5 раз и увеличение толщины слоя в 2—2,5 раза. Механизм влияния УЗ на процессы термич. и химико-термич. обработки связан с излшнением тонкой структуры металла. Под действием УЗ увеличивается плотность структурных несовершенств, что приводит к ускорению процессов диффузии. Так, коэфф. диффузии углерода в железе и никеле при УЗ-вом воздействии возрастает в 3—4 раза. [c.350]

Существует ряд теорий, объясняющих появление в этих сталях склонности к межкристаллитной коррозии. Наиболее общепринятой и достаточно хорошо обоснованной теорией, объясняющей механизм межкристаллитной коррозии, является теория обеднения твердого раствора по границам зерен хромом из-за тлдслеиия в этой зоне карбидов хрома. Хром — элемент, более склонный к карбидообразованию, чем железо, а никель не обладает способностью образовывать карбиды. Однако сам факт выделения карбидов хрома по границам зерен не мог бы вызвать обедненне сплава хромом, если бы скорости диффузии углерода н хрома б лли одинаковы. Причиной обеднения границ зерен хромом является высокая скорость диффузии углерода и низкая скорость диффузии хрома, вследствие чего в образовании карбидов участвует почти весь углерод сплава, а хром — только пограничной зоны, где и идет образование карбидов. [c.163]

При ручной дуговой сварке переходные прослойки не образуются из-за кратковременного воздействия высокой температуры. В противоположность этому в сварных соединениях, выполненных электрошлаковой или автоматической сваркой под слоем флюса, получают большое развитие диффузионные процессы. Для предупреждения диффузии углерода рекомендуется сваривать разнородные соединения электродами с повышенным содержанием никеля (например, сталь типа Х16Н26М6) или никелевыми электродами. [c.151]

В случае биметалла в качестве меры против диффузии углерода рекомендуют использовать слой никеля, наносимый на поверхность аустенитной стали до совместной прокатки ее с неаустенитной. Никель действительно препятствует диффузии углерода, 388 [c.388]

Дальнейшее усовершенствование процесса электроосаждения никеля и подбор оптимального состава электролита позволило получить никелевые покрытия, не содержащие фосфора. Методом изостатического прессования этих волокон были получены образцы композиционного материала с плотностью, составляющей 98% от теоретической. Результаты испытаний композиций с 50об.% углеродных волокон приведены на рис. 43. Прочность композиционного материала оказалась несколько ниже расчетной, причем расхождение теоретических и экспериментальных данных увеличивается при возрастании температуры испытаний. Главной причиной недостаточно высоких прочностных характеристик полученного материала авторы считают разупрочнение углеродных волокон при формировании композиции, к этому следует добавить, что снижение механических свойств может быть также вследствие недостаточной прочности связи на границе матрицы и волокон. При исследовании взаимодействия никелевой матрицы с углеродным волокном при температуре 980° С (предполагаемой температуре использования материала) и жаростойкости композиции установлено, что последняя для композиционного материала определяется скоростью окисления углеродных волокон с образованием моноокиси углерода в результате массовой диффузии кислорода через слой матричного металла, а также вследствие окисления волокон по длине при выходе торцов волокон на поверхность исследуемого образца. Было показано, что при достаточно высоких температурах и длительных выдержках углеродные волокна полностью выгорают, оставляя открытые поры в матричном металле. [c.398]

Углерод, будучи Хорошей восста)навливающей присадкой, дает хорошую эмиссию и не образует прослойки. Количество вводимого углерода трудно регулируется вследствие высокой скорости его диффузии в никеле и химического взаимодействия с водо зо-дом, кислородом и парами воды. Углерод весьма способствует увеличению твердости никеля. [c.238]

Медь п никель не образуют соедпненпй с углеродом, но пх присутствие в сплаве уменьшает растворимость углерода в железе и способствует графитнза-цип графита. Титан и ванадий образуют межатомные связи с углеродом значительно более прочные, чем между углеродом и железом. При наличии этпх элементов в ванне расплавленного металла в первую очередь образуются карбиды ванадия п титана, которые не растворяются в железе п не дают твердых включе-пип. Таким образом можно получить сварное соединение чугуна, свободное от твердых цементитных включений. Возможны значительные перемещения углерода пз околошовной зоны в металл шва и обратное явление — увеличение количества углерода в переходных зонах вследствпе диффузии его из металла шва, что оказывает значительное влияние на конечную структуру сварного соединения и его обрабатываемость. [c.285]

Н у. Глубина хромированного слоя оОычно не превышает 0,2—0,25 мм. Наличие в стали углерода тормозит процесс диффузии хро1ма в железо. Введенные в сталь вольфрам, молибден, кремний ускоряют процесс диффузии хрома, а никель, марганец и хром замедляют процесс диффузии (рис. 181). [c.235]

Матрицы окиси углерода. В некоторых ранних работах окись углерода использовали либо как матричный материал, либо как добавку к инертному газу. Показано, что атомы никеля реагируют с СО во время или после конденсации с образованием различных продуктов в зависимости от содержания в матрице окиси углерода. Для матрицы, состоящей из одйой части СО и 500 частей Аг, была обнаружена только одна новая полоса при 1996 см отнесенная к частице Ni O. Нагревание этой матрицы, обеспечивающее диффузию молекул СО, приводит к ослаблению первой полосы и появлению других полос, которые отнесены к частицам Ni( 0)2, Ni( O)j и, нако-нед, - к Ni( 0)4. Матрицы с большим содержанием СО сразу давали эти карбонилы никеля, а в матрице чистой СО, как и следовало ожидать, образовывался, только комплекс Nii O) . [c.158]

Исследования М. Г. Окпова и Л. С. Мороза 1225], И. С. Гаева [62 ], [63], Д. А. Прокошкина [240] и др. по изучению цементации железа и никеля карбидами вольфрама, титана, бора, кремния дают представление о температуре начала заметной диффузии и о природе фаз взаимодействия. Например, было установлено, что заметная диффузия углерода и вольфрама из карбида вольфрама в железо начиналась при 950°. При цементации железа карбидом титана заметная диффузия начиналась при 1050°. На основании этих данных можно полагать, что диффузия компонентов твердого сплава в железо наступит после того, когда температура в контакте будет выше 950°. [c.196]

Стал , содержащие 6—10% никеля и 12—14% хро ма, имеют устойчивую структуру аустенита, что обеспечив ает им значительную прочность, высокую пластичность, высокую коррозионную стойкость в агрессивных средах и хорошую сопротивляемость окислению при высоких температурах. Другие легирующие элементы способствуют образованию феррита, получению мелкозернистой структуры и приданию других свойств металлу, в состав которого их добавляют. Содержание углерода в стали сказывается сильнее, чем других легирующих элементов. При температуре 500—800 °С в сталях, содержащих 0,02% С, наблюдается диффузия углерода к поверхности зерен, где он образует с хромом устойчивые соединения, называемые карбидами. В результате на границах зерен сплав обедняется хромом, и сталь приобретает склонность к межкристал-литной коррозии. Стойкость против межкристаллитной коррозии л 38 [c.138]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...