Водород Взаимодействие с металлами

Основные примеси расплавленных щелочных металлов — азот, кислород и водород — взаимодействуют с металлами, образуя нитриды, окиси и гидриды металлов. Количество этих примесей в металлах зависит от конкретных условий экспериментов и может оказаться случайной величиной. [c.29]

Диффундирующий в металл водород взаимодействует с окислами, углеродом (или, точнее, с цементитом), серой, фосфором и рядом других элементов, образуя водяные пары, метан, сероводород и т. д. Эти продукты, например водяной пар или метан, приводят к нарушению структуры, понижают прочность металла, придают ему хрупкость и способствуют его разрушению. Такие процессы могут протекать в установках для синтеза аммиака, гидрирования углей при производстве бензина и в ряде других случаев,, когда водород применяется при повышенной температуре и давлении. Наклеп или укрупнение зерен металла способствует повышению его хрупкости и преждевременному разрушению. Действие водорода сопровождается также обезуглероживанием металла. Влияние водорода усиливается при температуре выше 350°С и тогда мало зависит от содержания углерода в сплаве. [c.84]

Третий случай связан с химической реакцией, в которой водородсодержащие молекулы взаимодействуют с металлом с освобождением водорода, который затем может проникать в металл [c.128]

Водород, образующийся при диссоциации водяного пара или в результате реакций водяного пара с металлической поверхностью, может также вступать во взаимодействие с металлом, образуя или твердые растворы, или гидриды с такими металлами, как Т1 2г V ЫЬ. Аналогично нитридам, гидриды накапливаются у этих металлов также главным образом в поверхностных слоях, толщина которых определяется скоростью диффузии. Поглощение водорода металлами приводит к падению пластических свойств (водородной хрупкости), так как водород, проникая в металл по месту кристаллических нарушений — дислокаций, тормозит их возможные перемещения. [c.21]

Спирты и карбоновые кислоты, в которых водород является активным, вступают во взаимодействие с металлом, образуя алкоголяты металлов или соли. Эта реакция характерна, в основном, для металлов щелочной группы (Na, К), а также для алюминия. [c.23]

Кислородной коррозии подвержены поверхности нагрева, температура стенки которых может оказаться равной температуре точки росы. При поступлении слишком холодной воды в водяной экономайзер или конвективную поверхность нагрева водогрейных котлов либо холодного воздуха в воздухоподогреватель на их поверхности происходит конденсация водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания. В результате оседания влаги на поверхностях нагрева растворенный в ней кислород вступает во взаимодействие с металлом, разъедая его. С увеличением влажности топлива и содержания в нем водорода вероятность кислородной коррозии повышается. Так, например,, при сжигании антрацитового штыба температура точки росы 27—28 °С, природного газа и торфа 55—60 °С. Поверхности нагрева, выполненные из стали, разрушаются быстрее, чем поверхности нагрева из чугуна. [c.153]

Ряд особенностей меди и ее сплавов создают суще-ственные затруднения при сварке. Легкая окисляемость меди в расплавленном состоянии снижает стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин. В меди, предназначенной для изготовления сварных конструкций, содержание кислорода не должно превышать 0,03%, а для ответственных изделий — 0,01 7о- Высокая теплопроводность меди (почти в 6 раз больше, чем у стали) требует использования концентрированных источников нагрева, а в ряде случаев предварительного и сопутствующего подогрева. Большая растворимость водорода в расплавленной меди и ее падение при кристаллизации вызывают образование пор. Часть растворенного в расплавленном металле водорода, взаимодействуя с окислом меди, образуют водяной пар и углекислый газ, которые при охлаждении металла не успевают выделиться, в результате чего появляются поры. При затвердевании медн пары воды увеличиваются в объеме, образуя в ней трещины. Та- [c.17]

Медь в расплавленном состоянии интенсивно растворяет газы, особенно кислород и водород. С кислородом медь образует окислы, в частности закись между СнгО.. Закись меди может содержаться в основном металле из-за недостаточного раскисления последнего при выплавке. Растворяясь в меди, закись образует с ней эвтектический сплав, имеющий температуру плавления 068° С, т. е. более низкую, чем у чистой меди. При кристаллизации металла шва эвтектика располагается по границам зерен меди. Это может вызвать охрупчивание и растрескивание шва. Участок зоны термического влияния, нагретый до температуры около 1068° С, также может приобрести подобные свойства. Поглощенный медью водород, взаимодействуя с закисью меди, образует водяной пар, который, стремясь выделиться из металла шва, способствует образованию в ием пор и мелких трещин. Для предупреждения дефектов в швах содержание кислорода в свариваемой меди не должно превышать 0,03%, а для ответственных деталей— 0,01%. [c.55]

В этой главе подробно рассмотрено взаимодействие с металлом водорода и азота, так как системы Ре—О—С и Ре—О— Н уже рассмотрены ранее (см. стр. 287) рассмотрены источники водорода и азота в процессе сварки, их влияние на свойства соединений и методы борьбы с вредным влиянием этих газов при сварке металлов. [c.328]

Одной из главных задач при сварке плавлением является предупреждение вредного воздействия воздуха на металл. Эта задача обычно решается с помощью газовой или шлаковой защиты зоны сварки. Благодаря такой защите предупреждается доступ воздуха и взаимодействие составляющих его азота и кислорода с жидким металлом. Существенную роль при сварке может также играть водород. Перечисленные газы при взаимодействии с металлом могут физически в нем растворяться или же реагировать с ним с образованием химических соединений. В первом случае металл поглощает теплоту, во втором обычно происходит выделение теплоты. Химические реакции в зависимости от растворимости в жидком металле образовавшихся соединений можно разделить на три подгруппы реакции, продукты которых хорошо растворимы в расплаве, реакции со средней их растворимостью и реакции, дающие нерастворимые соединения. [c.96]

Эффективность очистки преобразователями зависит от толщины слоя ржавчины и от того, насколько полно кислота прореагировала с ней. Не всякая ржавчина переходит в фосфат железа, некоторые виды ржавчины с кислотой не реагируют, например гетит и магнетит. Они устойчивы к фосфорной кислоте, поэтому преобразование ржавчины протекает не полностью и отдельные участки металла остаются покрытыми продуктами коррозии. Не вступившая в реакцию с ржавчиной часть фосфорной кислоты взаимодействует с металлом, что сопровождается выделением водорода и разрушением образовавшейся защитной пленки. При недостатке кислоты часть ржавчины остается под защитной пленкой и в дальнейшем способствует развитию коррозии. Некоторые преобразователи содержат эпоксидную смолу, которую вводят для связывания части фосфорной кислоты, не вступившей в реакцию с ржавчиной. [c.83]

Если в дугу неплавящегося (рис. 1.13,6) или плавящегося (рис. 1.13, б) электрода вдувать какой-либо специальный газ, то можно получить разнообразные варианты газоэлектрической сварки. При этом могут применяться различные газы активные, взаимодействующие с металлом при сварке (водород, углекислый газ и пр.) или инертные, практически не реагирующие с металлом при сварке (аргон, гелий, для меди — азот). [c.30]

В сварочных условиях углекислый газ может взаимодействовать с металлом в виде СО2, СО, а также углерода и кислорода. При наличии в нем примеси воды в процессе участвуют водород и пары воды. При других активных защитных газах основная часть газовой атмосферы, контактирующей с металлом в сварочной зоне, состоит из паров воды, водорода и кислорода. [c.200]

Практически в той или иной степени водород всегда имеется в газовой фазе, взаимодействующей с металлом при сварке. [c.218]

Значительное количество свободного кислорода, водяных паров и углекислого газа в печи создает окислительную атмосферу. Восстановительная атмосфера характеризуется повышенным содержанием окиси углерода, водорода и углеводородов. Когда в печи образуется газовая среда, не взаимодействующая с металлом, т. е. в которой нет избыточных количеств ни окислителей, ни восстановителей, то такую среду называют нейтральной. [c.114]

Тугоплавкие металлы (титан, ванадий, хром и др.) имеют высокую химическую активность в расплавленном состоянии. Они активно взаимодействуют с кислородом,азотом, водородом и углеродом. Поэтому плавку этих металлов и их сплавов ведут в вакууме или в среде защитных газов. [c.173]

Таким образом, рекомбинационная теория объясняет зависимость перенапряжения водорода от материала катода чем больше склонность металла к взаимодействию с атомами водорода (высокая энергия адсорбции, образование твердых растворов, способность металла катализировать рекомбинацию водородных атомов), тем легче протекает рекомбинация водородных атомов и тем ниже перенапряжение водорода. [c.258]

Механизм процессов, приводящих к резкому ускорению коррозии, еще не достаточно ясен. Его объясняют появлением трещин в оксидной пленке вследствие концентрирования напряжений в толще оксида. Однако, когда металл окисляют в кислороде, скорость коррозии не увеличивается, за исключением случаев очень длительной выдержки и очень толстой оксидной плёнки. Оказалось, что ведущую роль играет водород, выделяющийся в результате разложения воды при взаимодействии с металлом, и особенно та его часть, которая растворяется в металле, приводя к более высоким скоростям окиздения [55]. Данные рентгеновских исследований показывают, что в воде на поверхности циркония как до, так и после ускорения коррозии присутствует моноклинный диоксид ZrOj. Имеются также некоторые сведения, что первоначально возникающий оксид имеет тетрагональную структуру [56]., [c.381]

А 3 о т-м е т а л л. Азот активнее взаимодействует с металлами, нежели водород. При этом образуются различные нитриды. Нитриды А1, Ti, Va, Zr, Сг, Mo, Мп экзотермичны и более устойчивы при пониженной температуре. Железо образует два нитрида Fe2N экзотермический и Fe N эндотермический. Резко эндотермичиы и более устойчивы при повышении температуры нитриды Си, As, Hg. [c.173]

В пламенных печах продукты сгорания различным образом взаимодействуют с металлом. Поверхность стальных деталей окисляется под воздействием кислорода, водяных паров, углекислого газа. Кроме того, водяные пары, водород и кислород обезуглероживают поверхность стали метан и оксид углерода науглероживают ее. Азот не взаимодействует со сталью. При высоких температурах интенсивность процессов окисления, обезуглероживания и науглероживания очень быстро возрастает. В атмосфере пламенных печей преобладают газы, вызывающие окисление и обезуглероживание, так как сгорание топлива происходит с небольшим избытком кислорода. При недостаточном количестве кислорода резко увеличиваются потери газа или мазута. Точно выдержать необходимое соотношение между топливом и воздухом трудно. [c.358]

При выборе конструкционных материалов для водородных систем возникает дополнительная трудность, связанная с предотвращением снижения прочностных свойств из-за водородной коррозии, возникающей при высоких температурах и давлениях, когда водород взаимодействует с цементитом (Feg ) и обезуглероживает сталь. Водород диффундирует в металл и может вызвать в нем глубокие изменения, влияющие на прочность. При высоких температурах водород взаимодействует с графитом с образованием [c.55]

В околошовной зоне диффузионно-подвижный водород взаимодействует с молекулами U2O, располагающимися по границам зерен. Образующиеся пары воды не растворяются в меди и создают в металле значительные напряжения, которые приводят к образованию большого числа микротрещин. Это явление получило название водородной болезни меди. Водяные пары и углекислый газ, образующийся при взаимодействии оксида углерода с закисью меди, могут усилить пористость сварных швов. [c.264]

Удаление окалины с изделий горячекатаной стали с целью получения гладкой поверхности необходимо и для многих других операций. Химический процесс, используемый для удаления оксидов с поверхности металлов, называется травлением. Процесс травления, как правило, заключается в погружении металлического изделия в водные растворы кислот обычно неорганических. Растворы кислот взаимодействуют с оксидами с образованием и соли и воды. Основной проблемой, при этом является перетравливание поверхности, связанное с тем, что металл остается в растворе травителя после того, как окалина удалена с поверхности, и кислота взаимодействует с металлом. Дополнительную трудность при травлении создает свободный водород, который гюглощается металлической основой, что приводит к водородному охрупчиванию. Для предотвращения этих нежелательных явлений выгодно добавлять ингибиторы коррозии в травильные растворы. [c.179]

Наиболее изучено взаимодействие с металлами протия, т. е. обычного водорода. В последнее десятилетие в связи с развитием атомной энергетики появились работы по поглощению металлами дейтерия при коррозии и катодной поляризации в тяжелой воде D2O. В настоящее время исследования, относящиеся к взаимодействию трития со сталью, ограничиваются изучением растворимости водорода, дейтерия и трития в никеле и хромоникелевой стали [42]. [c.15]

И водород поступает в сплав циркония также только с одной стороны оболочки ТВЭЛа или технологического канала и диффундирует к другой его поверхности, на которой концентрация водорода в первом приближении может быть принята равной нулю. В процессе диффузии через металл атомы водорода взаимодействуют с дислокациями и образуют около них облака Коттрелла. Можно принять, что в облаке Коттрелла находится столько же атомов водорода, сколько атомов металла в ядре дислокации, а именно — 40. В этом случае концентрация водорода в сплавах циркония приблизительно равна 3,2 10 р% мае., где р — плотность дислокаций. Обычно в изделиях из сплавов циркония р 10 см . Отсюда содержание водорода, выделившегося в процессе коррозии, в сплавах циркония близко значению 3-10 % мае. Растворимость водорода в сплавах циркония при комнатной температуре существенно меньше. В связи с этим при остановке реактора в оболочках ТВЭЛов и технологических каналах, изготовленных из сплавов циркония, образуются гидриды циркония. Вследствие локальной пластической деформации плотность дислокаций может возрастать до 10 см" . В этом случае концентрация водорода в сплаве циркония составит 0,03 %, что близко к концентрации водорода, при которой может происходить водородное охрупчивание. Поэтому совершенно необходимо исключать локальную пластическую деформацию изделий из сплавов циркония. [c.218]

Коррозионные процессы на алюминии, анодно поляризованном нержавеющей сталью, более или менее понятны. Причины коррозии стали и тем более ускорения разложения перекиси водорода даже тогда, когда коррозии нет, пока недостаточно ясны. Литературные данные об электрохимическом поведении перекиси на электродах из нержавеющей стали, а также и самих электродов в концентрированных ее растворах очень скудны. Достаточно хорошо исследовано лишь анодное поведение нержавеющей стали 18-8 в кислых водных растворах [2—6], в некоторых случаях даже с добавками небольших количеств перекиси водорода в качестве окислителя [7]. Известно, что в области потенциалов от 0,15 до 1,0—1,1 в эта сталь находится в состоянии устойчивой пассивности. При ф 1,1 в наступает перепассивация, а при ф —0,15 е—активное растворение. Бунэ и Колотыркин [3] полагают, что пассивность стали обусловлена изменением состояния поверхности в результате ее адсорбционно-химического взаимодействия с кислородом воды или анионами элекролита. По мнению некоторых исследователей [8, 9], окислитель не взаимодействует с металлом, а изменяет редокс-потен-циал среды, смещает стационарный потенциал в ту или иную область поляризационной кривой, действуя аналогично анодной поляризации. Другие авторы [10—12] считают, что пассивность нержавеющих сталей связана с образованием на их поверхности фазовых [c.92]

В ранних работах [10, 30, 31] образование фосфатной пленки рассматривалось как процесс взаимодействия обрабатываемого металла со свободной Н3РО4. Образование пленки сопровождается выделением водорода постепенно замещаемого в молекуле Н3РО4 металлом. Сначала возникает первичный фосфат, который, взаимодействуя с металлом, образует вторичные и третичные соли, осаждающиеся на его поверхности в виде фосфатной пленки [c.13]

Медь, содержащая кислород, подвержена водородной болезни . При нагреве меди в среде, содержащей водород, происходит диффузия водорода в глубь медн. Водород, взаимодействуя с закисью меди, вызывает образование паров воды по реакции Си20- -Н2->-2Си-1--ЬНгО. Пары воды создают в металле большое давление, в результате чего образуются мнкротрещины. [c.192]

Благоприятными электроизоляционными свойствами обладают перфто-рированные углеводороды, т. е. углеводороды, в которых все атомы водорода заменены атомами фтора. Они отличаются повышенной нагревостойкостъю вследствие большой величины энергии связи углерод — фтор. Многие из них химически стойки, не взаимодействуют с металлами и твердыми электро- [c.89]

Нагревание ускоряет образование бромата. При взаимодействии с металлами Б. образует бромиды общей ф-лы МеВг. Исключение составляет натрий, относящийся к Б. индифе-рентно. Железо на сухой и влажный Б. на холоду действует медленно и образует бромистое железо FeBrj, при нагревании действует быстро и образует бромное железо РеВгз. Платина реагирует при нагревании. С водородом пары Б. реагируют лишь при внесении пламени или при введении в смесь Вгз и На раскаленного железа. С кислородом и азотом Б. непосредственно не соединяется. Нитрит окисляется Б. до нитрата [c.516]

Появление отдулии наблюдалось в местах неоднородности металла, где имелись Шлаковые включения, газовые пузыри, расслоения и другие дефекты. При воздействии агрессивной среды в этих местах развивались коррозионные процессы металла. Такой агрессивной средой в нефтепродуктах является сероводород и Елага, которые, взаимодействуя с металлами, образуют водород. Так как выход водорода через толщу металла невозможен, то в местах его скопления развивается большое давление, вызывающее растрескивание и расслоение металла. [c.130]

В производстве аммиака при давлении до 1000 кГ1см и температурах от 200 до 600° С основной агрессивной средой является смесь азота, водорода и аммиака. Примерный состав этой смеси — 58% Нг, 19% N2 и 12% NH3. Воздействие этой среды на углеродистые стали более опасно, чем воздействие каждого из компонентов в отдельности. При 400—600° С в присутствии железа (катализатора) происходит разложение аммиака на водород и азот. При этом поверхность стали насыщается азотом, водород проникает в глубь металла. Если азот образует на поверхности металла слой нитридов железа, то водород, взаимодействуя с карбидами железа, образует газообразный метан, сосредоточивающийся по границам зерен и своим давлением вызывающий опасность разрушения металла. [c.551]

Механизм растрескивания металла основан на возникновении внутреннего давления, когда водород, взаимодействуя с карбидными соединениями (РезС), образует метан в микропустотах или других дефектных местах между зернами металла. [c.552]

Сварку в среде защитных газов разделяют в зависимости от рода используемого газа на сварку в инертных и сварку в активных газах. Инертные газы не участвуют в металлургических процессах, а активные газы энергично взаимодействуют с металлом шва. Особенно отрицательно действуют на расплавленный металл кислород, азот. Влияние водорода сказывается в меньшей степени. Для большинства металлов химическая активность водорода является благоприятным фактором, способствуя ебзданию эффективной защитной атмосферы. [c.10]

Хлористый водород, растворяясь в воде, образует соляную кислоту, которая непосредственно взаимодействует с металлами Ме + + 2НС1 = МеС1а + Н . [c.51]

Выполненный анализ зарождения и роста пор позволяет сформировать подход к рассмотрению кавитационного межзе-ренного разрушения в случае интенсификации развития повреждения теми или иными факторами, в частности агрессивной средой. Известно, что влияние агрессивной среды может проявляться в виде двух основных процессов. Первый обусловлен непосредственным взаимодействием среды с металлом и разрушением продуктов взаимодействия под действием напряжений. Второй процесс связан с переносом к границам зерен различных элементов среды (например, кислорода, водорода и др.), ускоряющих тем или иным способом межзереннсе разрушение материала. Для объяснения этого нетрадиционного механизма влияния среды на характеристики разрушения предложены различные модели [240, 286, 306, 329, 334, 424]. В частности, охрупчивающее влияние кислорода может быть связано с ограничением подвижности границ зерен и увеличением их проскальзывания, приводящего к росту межзеренных повреждений [240]. Рассматривался также клиновой эффект, возникающий [c.166]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...