Основные физические свойства жидких металлов

Работоспособность сварных соединений и сварных конструкций в целом во многом определяется качеством сварных швов. Вопросы надежности работы сварных конструкций в настоящее время приобретают все большее значение из-за их эксплуатации при высоких и низких температурах, в агрессивных средах, при больших рабочих напряжениях. При обработке материалов, в том числе и при сварке, практически всегда образуются различные дефекты. Вид дефектов и механизм их появления зависят от особенностей технологического процесса. При сварке плавлением образование дефектов определяется характером взаимодействия жидкого и твердого металлов, а также металлов с газами и шлаком. Жидкий металл растворяет определенное количество газов из воздуха и газообразных продуктов разложения электродного покрытия. Основными газами, влияющими на свойства металла и чаще всего присутствующими в металле, являются кислород, водород и азот. Водород физически растворяется в расплавленном металле, а кислород и азот с большим количеством металлов вступают в химическое взаимодействие. В процессе охлаждения вследствие снижения растворимости газов в металле происходит их выделение. [c.228]

Анализ закономерности распространения жидкого металла по поверхности керамики показывает, что основными факторами, воздействующими иа этот процесс, являются отношение между поверхностными энергиями твердого и жидкого материалов и на их межфазовой границе микрорельеф твердой поверхности характер среды, в которой находится контактирующий металл температура растворимость жидкого металла в керамике и скорость объемной диффузии атомов расплава физические свойства жидкости (плотность, вязкость и др.) энергия активации поверхностной диффузии и некоторые другие факторы. [c.140]

Литье по выплавляемым моделям — Понятие 197 — Последовательность технологических операций 198, 199 — Расчет параметров для стальных отливок 204, 205 Литье под всесторонним газовым давлением — Влияние повышенного газового давления на форму 330 — Время затвердевания отливок 330 слитков 331 — Заполняемость форм 329—331 — Особенности литья сплавов алюминиевых 331, 332 магниевых 332 медных 332, 333 никелевых 334 стали 334, 335 — Природа используемого газа 330 — Способы 328, 329 — Сущность процесса 328 Литье под давлением — Гидродинамические условия удаления газов из полости формы 260 — Движение струи 253, 254 критические скорости ламинарного движения, максимальная скорость заливки 254 расчетное значение устойчивой длины струи 253 — Заполнение формы 254 — 256 — Номенклатура отливок, шероховатость их поверхности 251 — Область применения 249 — Параметры, влияющие на качество отливок 248 — Скорости впуска расплава и прессования 272, 273 — Скорости и давления при дисперсном и турбулентном потоке 256 при ламинарном потоке 257 — Удар впускного потока в стенку формы 254, 255 — Критическая скорость впуска 254, 255 Литье под низким давлением 287, 288 — Организация производства 316, 320 — Подготовка жидкого металла 295 — 297 — Преимущества 288 — Разновидности процесса 320 — Расчет теплосиловых параметров формирования отливки 297—299 — Технико-экономические показатели 316 Литье полунепрерывное вертикальное труб из серого чугуна 557 — Литейные свойства чугуна 557 — Недостатки 557 — Основные и технологические параметры 560 — Предельные усилия срыва и извлечения труб из кристаллизатора 558, 559 — Преимущества 557 — Производительность процесса 560 — Режимы вытягивания заготовки 558, 559 движения кристаллизатора 557 — Тепловые параметры 558 — Технологические основы 557, 558 Литье при магнитогидродинамическом воздействии — Физические основы 423 — 426 Литье с использованием псевдоожиженных [c.731]

С точки зрения детального исследования кинетики превращения и тонкой оценки их влияния на изменения структуры, свойств и технологической прочности металлов при сварке, особый интерес представляют методы, позволяющие дифференцированно изучать процессы в отдельных участках сварных соединений, однако с учетом основных физических и химических воздействий, вызываемых соседними участками и соединением в целом. Наиболее глубоко эти методы разработаны для исследования процессов в зоне термического влияния, т. е. в основном металле в твердом или твердо-жидком состоянии. Главные из них подробно описаны ниже. [c.51]

Сальник в трубопроводной арматуре препятствует проходу рабочей среды в атмосферу через зазор в подвижном соединении шпинделя с крышкой. Во многих случаях неудовлетворительная работа арматуры связана с плохим техническим состоянием сальника, поэтому материал набивки сальника должен выбираться обоснованно. Материал должен обладать следующими свойствами иметь высокие упругость, физическую стойкость при рабочей температуре, химическую стойкость против действия рабочей среды, износостойкость и возможно малый коэффициент трения. В качестве набивочных материалов в отечественной арматуре для АЭС в основном применяются асбест с графитом, асбест с фторопластом, фторопласт и некоторые другие материалы. Наиболее часто используются асбестовый плетеный шнур квадратного или круглого сечения. Целесообразно применение набивки из заранее приготовленных и отформованных колец. В арматуре первого (реакторного) контура с жидкометаллическим теплоносителем применение набивок, содержащих графит, недопустимо, так как последний, попадая в жидкий натрий, вызывает при высокой температуре науглероживание металла оборудования контура, способствуя его охрупчиванию. [c.35]

Жидкие металлы существенно отличаются по физическим свойствам от неметаллических жидкостей. Oihh имеют высокие температуры кипения при низких давлениях являются термически устойчивыми характеризуются высокой теплопроводностью, плотностью, а следовательно, и большой интенсивностью теплоотдачи. В отличие от неметаллических жидкостей в жидких металлах процессы молекулярной теплопроводности приобретают важную роль не только в пристеночной области, но и в турбулентном ядре потока. В предельном случае, когда X— оо, а числа Рг— 0, молекулярная теплопроводность становится основным способом переноса тепла, так как интенсивность конвективного теплообмена оказывается ничтожно малой. Температурное поле по поперечному сечению турбулентного -потока в жидких металлах имеет профиль, характерный для течения неметаллических жидкостей при ламинарном режиме в трубах (см. рис. 3-1). Поскольку в жидких металлах Рг -<1, то они характеризуются большой толщиной теплового пограничного слоя, см. уравнение (3-4)] и малой длиной начального участка тепловой стабилизации по сравнению с длиной начального участка гидродинамической стабилизации [см. уравнение (3-6)]. Малая длина участка тепловой стабилизации означает, что в жидких металлах наблюдаются значительные аксиальные температурные градиенты, которые могут иметь порядок величин, одинаковый с радиальными температурными градиентами, что в неметаллических жидкостях не имело места. Поэтому появляется необходимость учета переноса тепла за счет продольной молекулярной теплопроводности в жидких металлах при проведении как теоретических, так и экспериментальных исследований. [c.212]

Кремнезем в кварците в исходном состоянии присутствует в форме кварца. Во время спекания и эксплуатации футеровки кварц частично переходит в стабильные модификации (а-кварц, а-тридимит и а-кристобалит). В спеченном слое футеровки обнаруживаются все три модификации кремнезема. Объемное расширение основных модификаций кремнезема заканчивается при относительно низких (600—800° С) температурах. При медленном подъеме температуры печи образующиеся в кислой футеровке мелкие трещины исчезают до появления жидкого металла. Магнезитовая или глиноземистая футеровка расширяется непрерывно по мере возрастания температуры. Кремнеземистая футеровка чувствительна к тепловым нагрузкам в отдельных температурных диапазонах из-за больших объемных изменений при кристаллических превращениях (-1-16% а-тридимит -1-3% а-кристобалит). Теплопроводность кремнеза при 1100°С равна 3,8-10-" кал/сек-см-град-, коэффициент линейного расширения — 3,0 10 ajapad] удельное электросопротивление при 1300° С — 5 10 ож-слг [60]. Физические и эксплуатационные свойства кремнезема изменяются в зависимости от его химической чистоты. Температура плавления кремнезема существенно снижается при наличии даже небольших примесей глинозема, окислов железа, кальция. Чем чище кремнезем, тем лучше он противостоит действию химических агентов. Поэтому огнеупорные футеровки, изготовленные из кварцитов или кварцевого песка различных месторождений, характеризуются неодинаковой стойкостью. Более долговечными в эксплуатации оказываются футеровки с высоким содержанием кремнезема. На стойкость футеровки также оказывают влияние минералогический и зерновой состав применяемых материалов. [c.33]

Конструкция устойства для испытания по методу петли может широко изменяться по размерам и по сложности, однако все варианты конструкции могут быть разделены на два основных типа петли, в которых конвекция осуществляется с помощью нагрева петли, где конвекция происходит под действием давления. В обоих типах жидкая среда течет непрерывным сплошным потоком в петле, расположенной вертикально. Одна часть петли нагревается, в то время как другая — охлаждается для поддержания постоянного перепада температур в системе. В системе этого типа течение жидкости поддерживается за счет термической конвекции, а скорость течения зависит от отношения температур части петли с максимальным нагревом и части охлажденной петли, а также от температурного градиента и физических свойств жидкости. Схема работы такой петли, построенная на принципе температурной конвекции, показана на рис. 10.26. Этот метод был использован де Ваном и др. [234] для изучения потерь массы металла при литье на сплавах ниобия, а также для того, чтобы определить скорости перехода азота н углерода между ванадиевыми сплавами и нержавеющей сталью в жидком натрии [235]. Этот тип конвекции ограничен низкими скоростями потока (максимально 6 см/с), и поэтому там, где требуются более высокие скорости потока жидкости, следует использовать лнбо ме- [c.586]

Если градиент концентрации легирующего элемента является потенциалом, определяющим характер и направление их диффузии, то кинетика реакций кислородообмена, протекающих в твердой и жидкой фазах, зависит от раскислительной способности элементов. Последняя характеризуется изобарным потенциалом окислов при различных концентрациях и температурах (рис. 19) [81]. Эти два взаимно протекающих процесса (диффузия и окисление) по существу определяют поведение и направление диффузии легирующих элементов до наступления равновесного состояния. Естественно, что при этом значительное влияние оказывают и такие факторы, как исходное содержание элементов в основном металле, температурные условия в зоне резки, длительность сосуществования твердого металла и жидких окислов, а также их физические свойства (газопроницаемость, растворимость газов, вязкость, температура плавления шлаков и т. д.). [c.36]

В особую группу физических свойств выделяют поверхностные свойства на границе гетерогенной системы металл-шлак. Одной из основных характеристик жидких и твердых тел является свободная энергия на поверхности, существование которой проявляется в хорощо известном стремлении жидкостей принять форму, характеризующуюся минимальной поверхностью. Это стремление поверхности жидкости к сокращению обусловлено силами межмолекулярного взаимодействия и объясняется следующим образом. Молекулы, находящиеся в объеме далеко от поверхности жидкости (рис. 9), окружены со всех сторон другими молекулами и испытывают в среднем одинаковое притяжение во всех направлениях. Поверхностный слой ведет себя как туго натянутая пленка, поскольку в этом случае кал лая молекула лишь частично окружс иа соседннмн испытывает притяжение, направленное вн трь и в сторону, ш) не испытывает уравновешивающего притяжения со стороны граничащей фазы, например, воздуха, так как в газообразной фазе число молекул значительно меньше, чем в жидкости. [c.15]

В настоящее время электроэрозионная обработка металлов проводится в основном следующими способами электроискровым, электроимпульсным, электроконтактным и анодно-механическим. Одной из последних моделей станков, использующих, в частности, анодно-механический метод, является модель полуавтомата для изготовления фасонных резцов, армированных твердыми сплавами. Станок создан Куйбышевским заводом автотракторного электрооборудования совместно с Куйбышевским Политехническим институтом [51 ]. В данной конструкции в качестве катода использован профилированный чугунный диск. Анод подключен к заготовке резца. Питание осуществляется от источника постоянного тока напряжением 24 в. В зону контакта между заготовкой резца и диском через специальное сопло подается электролит. При сближении анода (заготовки) с катодом (диском) изолирующая плеика из жидкого стск.та в отдельных точках (гребешках) пробивается э,лектри-Ч А К) . ра.4рялом при этом гребешки расплавляются и продукты расплава выносятся диском из зоны обработки. Ввиду эрозионного разрушения очередных гребешков происходит обработка заготовки производительность станка от 50 до 800 мм /мин, в зависимости от физических свойств обрабатываемого материала и электрических параметров схемы станка. [c.129]

Причины ингибитивных свойств пигментов. Результаты опытов Льюиса могут быть объяснены следующим образом. Если пигмент поддерживает высокое значение pH в жидкости или если он осаждает железо, то соединения закиси железа, образовавшиеся в уязвимых местах на поверхности, осаждаются в физическом контакте с металлом и стремятся таким образом задержать коррозионное воздействие позднее они обыкновенно превращаются в соединения окиси железа. Принципы, которые объясняют защиту, производимую жидкими ингибиторами, одинаково хорошо применяемы и к защите плохо растворимыми ингибитивными пигментами. Факт, что торможение коррозии зависит главным образом от выпадения осадка в физическом контакте с металлами, установлен Льюисом при микроскопическом изучении стальных образцов, которые встряхивались в растворе хлористого натрия, содержавшего хромовокислый свинец. Частицы желтого пигмента оказались прикрепленными к металлу, очевидно, они были сцементированы продуктами начавшейся коррозии. Формула хромовокислого свинца (вероятно, основного) может быть условно написана хРЬО-уСгОз. Представим, что в слабые места первичной окисной пленки впрессованы твердые частицы пигмента. В процессе коррозии образуется хлористое железо, но РЬО служит осадителем железа в виде гидрата закиси же- [c.738]

Контакты этого типа представляют собой своеобразную пару трения, в которой контактирующие элементы скользят друг по другу не нарушая их электрической связи. Поэтому наряду с указанными выше требованиями контактный материал должен обладать также комплексом антифрикционных свойств применительно к условиям сухого трения. Контактная пара должна состоять из разнородных материалов, так как в случае одинаковых материалов будет происходить схватывание труш,ихся поверхностей даже в обычных условиях эксплуатации, не говоря уже о работе в вакууме. Желательно, чтобы контртело (токонесущий элемент) было более твердым (примерно в 1,3-2 раза), чем подвижный контакт (токоснимающий элемент) тогда возрастает срок службы контактной пары, а заменить токосъемник обычно более просто, чем другие элементы электрической цепи. Требуемого соотношения твердостей достигают добавлением к соответствующему контактному материалу твердых смазок (дисульфида молибдена, сульфида цинка, селенидов некоторых редких металлов, фтористого кальция, графита и др.) или легкоплавких металлов (например, галлия), становящихся жидкими при работе контактной пары. Участки твердых смазок выполняют антифрикционные функции, а металлическая основа с малым электросопротивлением обеспечивает основную электрическую связь в сопряженном контактном узле при наличии в материале легкоплавкого металла, участвующего вместе с основой в электропередаче, износ уменьшается благодаря замене сухого трения жидкостным при расплавлении этой добавки. В процессе эксплуатации при перемещении контактных поверхностей относительно друг друга изменяется как действительная физическая поверхность контакта (срабатывание трущихся поверхностей идет неравномерно), так и действительная поверхность электрического контакта (в электроперб даче участвует не вся поверхность контакта из-за шероховатости и наличия на ней непроводящих или малопроводящих фаз). [c.196]

Известно не так уж много аналитических форм уравнений состояния. Это вызвано тем, что все они опираются на одни и те же фундаментальные двойства вещества. Все вещества независимо от их агрегатного состояния состоят из частиц (атомов, молекул, электронов и др.), характер взаимодействия между которыми определяет разнообразие физических й.- еханических свойств сплошной среды. Основной чертой, отличающей металлы в твердом (или жидком) состоянии от газов, является сильное взаимодействие между атомами, которое носит двоякий характер. С одной стороны, атомы, удаленные друг от друга на достаточно большое расстояние, притягиваются друг к другу, а с другой — сближенные на достаточно малое расстояние они будут отталкиваться друг от друга из-за взаимодействия электронных оболочек. Таким образом, при отсутствии [c.41]

Дуговая сварка плавлением при помощи электрической дуги или других источников тепловой энергии широко распространена благодаря простоте соединения частей металла путем местного расплавления соединяемых поверхностей. Расплавление основного и присадочного металла облегчает их физические контакты, обеспечивает подобно жидкостям смешивание металлов в жидкой сварочной ванне, одновременно удаляя оксиды и другие загрязнения. Происходят металлургическая обработка расплавленного металла и его затвердевание, образуются новые межатомные связи. В кристаллизуемом металле образуется сварной шов (рис. 1.2, в). Свойства сварного шва и соединения в целом регулируются технологией расплавления металла, процессом его обработки и кристаллизации. Взаимная растворимость в л<идком состоянии и образование сварного шва характерны для однородных металлов, например для стали, меди, алюминия и др. Более сложным оказывается соединение разнородных материалов и металлов. Это объясняется большой разницей их физико-химических свойств температуры плавления, теплопроводимости и др., а также несходством атомного строения. Некоторые металлы, например железо и свинец и др., не смешиваются при расплавлении и не образуют сварного соединения другие — железо и медь, железо и, никель, никель и медь хорошо смешиваются при сварке образуют твердые растворы. Для соединения металлов, не поддающихся смешиванию при расплавлении, применяют особые виды сварки и методы ее выполнения. [c.8]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...