Водород влияние диффузией в решетке

Направленное перемещение водорода в виде протонов внутри металла может наблюдаться не только под влиянием электрического поля, но также под влиянием и других факторов — градиентов концентрации протонов, температурного поля, напряженного состояния решетки и изменения химического состава и структурного состояния стали, т. е. факторов, влияющих на диффузию в твердом теле. [c.77]

Водород, оставшийся в металле после кристаллизации, образует пересыщенный твердый раствор внедрения. Имея весьма малый размер атома, он энергично- диффундирует из шва в зону термического влияния (ЗТВ), где меньше его концентрация, а также к поверхности металла. Попадая в дефектные места кристаллической решетки, атомы водорода рекомбинируют, т.е. образуют молекулы, не способные к диффузии. Такими местами являются границы зерен, неметаллические включения и поры. Водород постепенно накапливается в [c.41]

Возможно, что в случае железа следует различать подвижный и связанный водород. Маловероятно, чтобы молекулярный водород, образовавшийся соединением атомов в пустотах, был бы способен к диффузии через решетку, хотя благодаря его высокому давлению он мог бы быстро выделиться при наличии пор, доходящих до поверхности. Водород, введенный нагревом железа в атмосфере водорода при 800° С, является подвижным при 300— 600° С, так как он выделяется при нагреве железа в вакууме скорость выделения контролируется диффузией внутри металла явления, возникающие на границе фаз, не оказывают какого-либо влияния на скорость [8]. [c.365]

Практически порошок карбида вольфрама при производстве твердых сплавов получают из смеси порошка вольфрама с сажей, взятой в расчете на теоретическое содержание углерода в карбиде. Карбидизация осуществляется в графито-трубчатых печах в атмосфере водорода или СО+ N2, образующейся при попадании воздуха в печь. Температура карбидизации составляет 1350— 1600° С. Следует указать, что зернистость ШС практически всегда отличается от зернистости исходного порошка вольфрама, причем в случае более крупных порошков вольфрама карбид получается более мелким, что связано с растрескиванием зерен вольфрама под влиянием напряжений, возникающих при диффузии углерода внутри зерен и при перестройке кристаллической решетки. Из более мелких порошков получают карбид, размер частиц которого такой же или несколько больше из-за агломерации. Содержание свободного углерода в получаемом карбиде вольфрама не должно превышать 0,1%. [c.513]

Сложность и большое число явлений, обусловливающих повышенную коррозионную стойкость металлов в водороде, не позволяют в настоящее время сформулировать научно обоснованную теорию водородостойкого легирования, хотя отдельные вопросы этой проблемы уже достаточно изучены. Водородной хрупкости металлов, влиянию водорода на свойства сталей, состоянию водорода в решетке металла, растворимости и диффузии водорода в металлах и сплавах посвящено большое число работ. [c.114]

Восстановленные атомы водорода частично рекомбинируют, а частично диффундируют в металл, вызывая водородную хрупкость. Сульфиды железа, образующиеся в результате коррозии железа в сероводородсодержащих средах, имеют различное строение в зависимости от условий их образования и оказывают различное влияние на скорость коррозии. Так, при низких концентрациях сероводорода (до 2 мг/л) сульфидная пленка состоит главным образом из трои-лита FeS и пирита FeSj с размерами кристаллов до 20 нм, образующих довольно плотную пленку и оказывающих некоторое защитное действие от коррозии. При концентрациях сероводорода от 2 до 20 мг/л дополнительно появляется небольшое количество кансита FegSj. При концентрации сероводорода выше 20 мг/л в продуктах коррозии преобладает кансит, размеры кристаллов увеличиваются до 75 нм, кристаллическая решетка несовершенна, не препятствует диффузии сероводорода и поэтому не обладает защитными свойствами. [c.21]

Эти же авторы установили, что пленка, образовавшаяся на цирконии в воде при температуре 328 С, разрушается в процессе катодной поляризации образца, как при температуре испытаний, так и при комнатной. Однако прямой зависимости между повреждением пленки и количеством выделившегося водорода нет. Как указывалось выше, увеличение содержания водорода в цирконии до 50 мг кг на его коррозионной стойкости в воде при высокой температуре не отражается. В паре при температуре 370° С у циркония с концентрацией 10 000 мг кг водорода, увеличение массы за 42 суток в три раза превышало это увеличение при концентрации водорода в цирконии 4 мг1кг. Из имеющихся данных невозможно установить, как диффундирует водород через окисную пленку к металлу — в виде молекулы или в виде иона. Томас [111,234] считает, что меньшее поглощение водорода сплавами циркония с оловом объясняется уменьшением скорости диффузии водорода под влиянием стремления ионов и п" к ассоциации в окисной решетке. Образование же гидридов циркония на поверхности раздела металл — окисел может привести к нарушению сцепления окисного слоя с поверхностью металла и в результате — к более быстрой точечной коррозии, а иногда — к разрыхлению окисла. В последнем случае образование гидрида является причиной перехода от первоначальной (небольшой) скорости коррозии к последующему быстрому разрушению. Другие исследователи полагают, что гидридные включения способствуют защите циркония от коррозии в пределах ограниченной области, а коррозионно стойкий материал защищается равномерно распределенными включениями. При распределении же включений лишь по границам зерен цирконий корродирует интенсивно. [c.222]

Нейтронное облучение. Как известно, ядерные реакции сопровождаются потоками элементарных частиц (у-кванты, р-лу-чи, потоки нейтронов и протонов и т. д.), энергия которых гораздо больше энергии связи атомов - твердого тела. Попадая в тело, они вызывают каскад других частиц и в итоге приводят к некоторым локальным нарушениям структуры тела. При достаточной интенсивности или продолжительности действия они могут привести к полной деструкции тела или к потере его работоспособности. Наибольшее влияние оказывают пучки нейтронов и Y-квантов, которые не несут электрического заряда и потому обладают наибольшим проникающим действием. Не имеющие массы Y-кванты воздействуют в основном на электронные оболочки при не слишком высоких энергиях и интенсивностях их действие сводится к нагреванию тела. Нейтроны способны искажать решетку, непосредственно воздействуя на ядро атомов. Нейтронное облучение вызывает ослабление пластических свойств тела, уменьшение вязкости разрушения /Сы и ведет к образованию дефектов, что также охрупчивает материал. Кроме того, в металлах важную роль играет тепловая диффузия протонов и нейтронов, вызывающих охрупчивание совершенно аналогично влиянию водорода (см. 1, 2 гл. VII) протоны могут попадать в тело через поверхность из внешних протонных пучков или же возникать в объеме тела при столкновении нейтронов с ядрами. [c.512]

Несовершенства кристаллической решетки металла должны оказывать определенное влияние на проницаемость металлических мембран для водорода, так как возможными путями диффузии водорода через металл являются 1) междоузлия кристаллической решетки 2) границы зерен в поликристалличе-ских образцах 3) несовершенства кристаллической решетки внутри зерен. Соотношение между этими видами диффузии устанавливается, очевидно, в каждом конкретном случае в зависимости от состояния металла и условий (температура, давление газообразного водорода вне металла или плотность тока, состав электролита и т. д.). Роль междоузлий и границ зерен в диффузии водорода через железо и сталь обсуждалась ранее (раздел 2.6). Нарушения кристаллической решетки (вакансии, дефекты упаковки, дислокации, малоугольные границы в блоках мозаики и т. д.), вызванные механической или термической обработкой (Металла, могут служить ловушками , коллекторами, для водорода. Это приводит к сильному торможению процесса диффузии водорода через металл [268—270]. Имеющиеся в настоящее время экспериментальные данные недостаточны для того, чтобы надежно разделить влияние на диффузию водорода внутренних напряжений, границ блоков мозаики, дислокаций, вакансий и других нарушений кристаллической решетки [259]. Решение этой задачи осложняется тем, 1что один тип дефектов непрерывным образом может трансформироваться (за счет количественных изменений) в другой. [c.84]

Легирующие примеси относительно мало влияют на растворимость и диффузию водорода в стали в том случае, если их введение не сопровождается структурными (фазовыми) превращениями [47, 78]. Отмечается незначительное влияние на наводороживание добавок никеля, хрома [70], молибдена [1], кремния и марганца [154]. Предполагается [65], что гидрообразующие элементы (Ti,V, Zr, Сг, Nb и др.) удерживают водород в кристаллической решетке и тормозят десорбцию и молизацию. Специфическое влияние добавок As, J,jS в стали на наводороживание рассмотрено в главе И1. [c.17]

Более заметное влияние на наводороживание оказывает струк- ра стали. Наблюдается значительно большая растворимость во-эода в сталях с гранецентрированной решеткой (аустенит), чем. ч рбъемоцентрированной (феррит) [78, 28]. Для диффузии имеет Ч [есто обратная зависимость, т. е. диффузия водорода в а-железе прочих равных условиях происходит быстрее, чем в у-железе [47, 78, 156]. Коэффициент диффузии водорода при комнатной температуре составляет для чистого железа 1,5-10 см /с [170] для 12%-ной хромистой стали 10 см /с [134], а для высоколегированных аустенитных сталей 2,3-10 см /с [156]. Таким образом, при прочих равных условиях в чистом железе (а также в низкоуглеродистой стали [156]) диффузия водорода протекает в 1000 раз быстрее, чем в сталях со структурой аустенита и в 10 раз быстрее, чем в хромистой нержавеющей (ферритной) стали. [c.17]

При холодной деформации в пределах до 10% скорость диффузии увеличивается, затем, с повышением деформации, уменьшается и при деформации около 60% практически прекращается [225]. Увеличение диффузии при пониженных степенях деформации связано как с наличием упругих растягивающих напряжений, так и с пластической деформацией. Установлено, что водород диффундирует транскристаллически, предпочти тельной диффузии по границам зерна не наблюдается [14, 211] Вследствие этого величина зерна не оказывает влияния на диф фузию водорода. Когда же начинается появление линий сколь жения, наблюдается дополнительная диффузия по их плоскости При дальнейшем увеличении степени деформации образуются несплошности, являющиеся своего рода ловушками, в которых атомарный водород превращается в молекулярный. Происходит искажение решетки и дробление зерен, что в конечном счете приводит к затормаживанию процесса диффузии водорода. В процессе горячей деформации (ковки прокатки) в различных частях заготовок создаются различные напряженные состояния и градиенты напряжений, оказывающие влияние на коэффициент диффузии водорода, на скорость его удаления из деформируемой заготовки. К сожалению, по этому весьма актуальному для производства вопросу исследований не имеется. [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...