Состав и свойства окислов на поверхности металла

Состав и свойства окислов на поверхности металла [c.18]

Коррозионно-активной является атмосфера, содержащая сернистый газ, который окисляется до серного ангидрида, образующего при взаимодействии с влагой серную кислоту. На скорость атмосферной коррозии в значительной степени влияют состав и свойства пленок продуктов коррозии на поверхности металла. [c.30]

Резиновые материалы, за исключением силиконовых, рекомендуется применять при температурах не выше +70 С. Сохранение эластичных свойств при низких температурах является характеристикой, которая меняется в широких пределах в зависимости от типа базового каучука, однако состав смеси и особенно пластификаторы также оказывают значительное влияние на эту характеристику. Благодаря отсутствию у резин способности поглощать и удерживать влагу, они не вызывают коррозии фланцев, но в случае применения некоторых металлов на поверхности их может появиться коррозия или другие дефекты, обусловленные наличием в резиновой смеси различных ингредиентов. Например, серебро при соприкосновении с резиной, в состав которой входит сера, покрывается пленкой окислов и тускнеет. [c.241]

Если ингибитор не способен восстанавливаться или восстанавливается с незначительной скоростью, то сразу возникает вопрос какая катодная реакция обеспечивает осаждение пассивирующего окисла и поддержание его в устойчивом состоянии Здесь предлагаются два механизма. Согласно одному из них уже небольшая скорость восстановления ингибитора достаточна для того, чтобы поддерживать металл в пассивном состоянии, поскольку восстановленная форма ингибитора, например СггОз, входит в состав пассивирующего окисла, который приобретает благодаря этому более высокие защитные свойства. Согласно другому, пассивация при малых катодных токах возможна из-за того, что большинство эффективных ингибиторов относится к хорошо адсорбируемым соединениям, в силу чего большинство активных центров на поверхности защищаемого металла оказываются химически или физически связанными с ингибитором. В таких условиях уже незначительные катодные плотности тока (в расчете на всю геометрическую поверхность) достаточны для того, чтобы сместить потенциал к значениям, при которых осаждается пассивирующий окисел. [c.53]

Для получения ситаллов и шлакоситаллов в шихту добавляют небольшое количество катализаторов, интенсифицирующих процесс кристаллизации стекла с образованием мелких равномерно распределенных кристаллов. Применяют катализаторы, относящиеся к двум группам. В первую входят золото, серебро, окись меди, которые в процессе варки растворяются в стекломассе, а при термической обработке стекла выделяются в виде микрокристаллов, вокруг которых и образуется конечная кристаллическая структура ситалла. Ко второй группе относят окислы и соли различных металлов, в частности титана. Стекла с добавкой таких катализаторов не являются однородными, а разделяются на различные по составу стекловидные фазы. Одна из таких фаз образует в стекле капли, равномерно распределенные в другой фазе. При термической обработке такого стекла наличие поверхности раздела между двумя фазами способствует кристаллизации. Изменяя режим термообработки, можно регулировать размеры и состав выделяющихся кристаллов и свойства получаемого материала. [c.593]

Неметаллические включения (рис. 88), представляющие пустоты в металле шва, заполненные неметаллическими веществами (шлаками, окислами), как правило, присутствуют в металле сварных швов. Их состав, количество, размер, форма и распределение в металле шва могут оказать заметное влияние на механические свойства сварных соединений. Неметаллические включения можно разделить на включения, которые образуются в металле сварочной ванны в результате различных физико-химических процессов, и на включения, вносящиеся в сварочную ванну извне. Большинство неметаллических включений относится к первой группе и их образованию способствует обогащение жидкого металла примесями вследствие ликвационных явлений и понижение совместной растворимости примесей при охлаждении металла сварочной ванны. Извне неметаллические включения могут быть внесены в результате перехода в сварочную ванну части расплавленного покрытия в виде отдельных капель или вместе с электродным металлом за счет перехода окислов (соединение металла с кислородом), находящихся на поверхности свариваемых деталей, или неполного удаления шлако вой корки с поверхности предыдущего валика. Размеры неметаллических включений влияют на скорость их удаления из расплавленного металла и в значительной степени- на механические характеристики сварного соединения. Зародыши включений могут увеличиваться [c.235]

Часто коррозионные повреждения первого типа происходят под слоем железофосфатных отложений, содерл<ап1,их 18—35 % фосфатов и 40—60 % окислов железа. Такое повреждение трубы N° 34 заднего экрана котла ТГМ-84Б, оборудованного шестью фронтовыми горелками ТКЗ-ВТИ, после малого срока наработки (10 709 ч) показано на рис. 2.3,а—в. Глубина коррозионного поражения металла в зоне раковин достигает 4 мм, размеры раковин составляют в осевом направлении до 50, в поперечнике до 23 мм. Химический состав и механические свойства металла соответствуют нормативным требованиям к стали 20. В табл. 2.3 приведены сведения по количественному и качественному анализу отложений на внутренней поверхности контрольных образцов экранных труб данного котла. [c.41]

Повышение температуры сказывается на характере и свойствах поверхностных пленок жировые загрязнения выгорают, изменяется состав окисных пленок, происходит диссоциация окислов и диффузия газов от поверхности внутрь металлов. Влияние температуры на схватывание может проявляться также через изменение соотношения прочностных свойств составляющих биметалла, что было отмечено выше при оценке влияния дробности деформации. [c.88]

Согласно пленочной теории роль барьера между металлом и коррозионной средой выполняет тончайшая окисная пленка [74, 83]. Состав и строение этой пленки, а следовательно, и ее защитные свойства зависят от состава стали. Так, на поверхности хромоникелевых сталей образуются окислы железа и хрома, а хромоникельмолибденовых — также окисел молибдена. [c.49]

Все эти покрытия со стекловидной связкой для сплавов на основе железа, никеля и кобальта состоят из стекловидной матрицы, наполненной нерастворившимся или повторно кристаллизовавшимися тугоплавкими кристаллами. Выбирают такой состав покрытия, чтобы оно затрудняло диффузию кислорода и, будучи достаточно жидкоподвижным, хорошо обволакивало и уплотняло поверхность металла. Значения коэффициентов теплового расширения системы покрытия и сплавов с покрытиями довольно близкие, в результате достигается высокая стойкость против теплового удара. Это свойство определяется также и высокой прочностью связи стекло—металл. Прочность этой связи, как правило, приписывают (по крайней мере, частично) растворению окисла металла в стекле на поверхности раздела металл—покрытие, а также частично восстановлению окисных составляющих покрытия на поверхности раздела. [c.100]

Графитовые детали, узлы, изделия входят в состав металлических конструкций, применяются в композиции с самыми различными металлами. Тщательный анализ известных механизмов удаления окислов при нагреве металла в вакууме и серия экспериментов показали, что испарение и диссоциация окислов железа в условиях высоких температур и степени разрежения, обычно применяемых при диффузионной сварке, — процессы малозначительные или не имеют места. Однако положение может изменить, если металл нагревать в присутствии графита. В этих условиях возможны процессы диссоциации окислов, поскольку углерод связывает кислород в СО и СОа, в результате чего парциальное давление кислорода становится намного ниже равновесного. Возможно, что данные процессы имеют место только на начальной стадии сварки графита со сталями, иначе протекание их сопровождалось бы увеличением толщины твердых продуктов на графите, чего не наблюдалось. Скорость процесса восстановления зависит от многих факторов. Кроме внешних условий (температуры, давления, характера восстановления), на скорость реакции оказывают влияние и физико-химические свойства самого восстанавливаемого вещества, его минералогический состав, структура, состояние поверхности и т. д. Учесть одновременно все эти факторы и дать единое математическое выражение скорости пока не удалось. При исследовании сварки графита с титаном применяли титан ВТ1 и графит с пористостью до 80%. Для получения равнопрочного соединения графита с титаном необходима степень разрежения 1-10 Па и давление не выше 4,9 МПа При этом давлении наблюдалась деформация со стороны титана. Для ее устранения давление снижено до 2,9 МПа. Наличие органического связующего материала в графита затрудняло процесс сварки его [c.239]

Металлы подобно стеклу также покрыты пленками. Эти пленки образуются под воздействием кислорода и влаги, которые содержатся в воздухе, а также серы и солей, находящихся в атмосфере промышленных и морских районов. Состав, структура и толщина пленок различны и зависят от свойств металла и условий нх образования. Например, на железе в атмосферных условиях пленка окисла неплотна, пориста, очень слабо прилегает к поверхности металла и обладает малыми защитными свойствами. [c.6]

В механизме окислительного изнашивания важную роль играют строение окисных пленок и их механические свойства. Строение и свойства пленок окислов в значительной степени зависят от их толщины. Тонкие сплошные пленки (1-10) 10 м, как правило, образуются при невысоких и умеренных температурах. Однослойная окалина (окисная пленка) образуется только на чистых металлах с постоянной валентностью, например на алюминии и никеле. Металлы с переменной валентностью (железо, медь, кобальт, марганец), имеющие различные степени окисления, могут давать многослойнук окалину - несколько окисных фаз, отвечающих различным степеням окисления. Порядок расположения слоев от внешней к внутренней поверхности будет соответствовать убыванию содержания кислорода в каждой окисной фазе. Однако эти же металлы в определенных условиях окисления могут образовывать практически однофазные слои, отвечающие одной степени окисления. Более сложная картина наблюдается при окислении сплавов. Металлы, входящие в состав сплавов, обладают различным сродством к кислороду. Это обстоятельство и разная скорость диффузии металлов в пленке окислов обусловливают более или менее сильную сегрегацию атомов металла в окисной пленке. В сложных сплавах при окислении происходит обогащение или обеднение пленки окислов элементами, входящими в сплавы. При этом степень обогащения ИЛИ обеднення зависит от сродства металла к кислороду и от скорости диффузии металла в слое окисла. [c.131]

Физические свойства окисной пленки играют важную роль в процессах окисления металлов и сплавов. При этом большое значение имеет прочность сцепления окислов с металлом и сплошность покрытия поверхности образцов окисной пленкой. Алюминий, кремний и хром, входящие в состав чугуна, в зависимости от их содержания способствуют образованию окислов железа — типа шпинели или образуют чистые окислы на собственной основе, имеющие плотноупакованную кристаллическую решетку и обладающие высокой жаростойкостью. Первоначально образовавшиеся на поверхности изделий окислы алюминия, хрома и кремния, практически не претер певают изменений и надежно предохраняют металл от последующего окисления при высоких температурах. [c.197]

ЦИйа Протяженностью 120 мм. Паропровод изготовлен из труб диаметром 426X17 мм. Материал — сталь 12Х1МФ. Гиб выполнен в горячем состоянии на ЗиО. Он эксплуатировался при температуре пара 570° С. Трещина начиналась на внутренней поверхности и имела протяженность по этой поверхности около 450 мм. Она была расположена вблизи нейтральной линии гиба около вершины овала с наименьшим радиусом кривизны, т. е. в месте действия наиболее высоких дополнительных растягивающих напряжений на внутренней поверхности от изгиба, возникавшего вследствие того, что под действием внутреннего давления форма сечения гиба стремилась перейти из овальной в круглую. Овальность гиба после обнаружения трещины была в пределах нормы. Рядом со сквозной трещиной имелось много трещин меньших размеров, заполненных окислами. Химический состав и механические свойства трубы и гиба отвечают требованиям ЧМТУ 670-65, по которым была поставлена труба. Структура нерекомендованная — феррит и глобулярные карбиды по границам зерен. Разрушение произошло по границам зерен (рис. 7-8). Гиб разрушился вследствие того, что фактические местные напряжения превышали расчетные, а жаропрочность металла была пониженной. [c.391]

Если сталь легирована элементами, обладающими большим сродством к кислороду, чем железо, эти элементы предохраняют железо, являющееся основой стали, от окисления. Такими элементами является хром, алюминий и некоторые другие металлы. Пленка этих окислов обладает защитными свойствами и обеспечивает жаростойкость стали в том случае, если плотно покрывает всю поверхность детали и прочно соединена с основным металлом детали [80, 143, 158]. Коэффициент линейного расширения пленки должен быть близок к коэффициенту линейного расширения той стали, из которой изготовлена деталь. Наилучшую по свойствам пленку дают окислы хрома. В качестве добавки в нержавеющие стали вводятся титан и ниобий, препятствующие обеднению хромом границ зерен и тем самым появлению у нержавеющей стали склонности к интеркристаллитной коррозии. Так, например, широко распространенная нержавеющая аустенит-ная сталь 1Х18Н9Т до введения в ее состав титана была подвергнута интеркристаллитной коррозии, особенно в сварных соединениях. [c.25]

В перид плавления очень важное значение имеет процесс шлакообразования. Химический состав, свойства, количество и температура шлака определяют ход плавки. При плавлении чугуна и скрапа входящие в их состав кремний и марганец окисляются почти полностью избыточным кислородом печных газов, а также закисью железа, образующейся в результате его окисления и-загрузки железной руды. Из окислов SiOa, МпО, FeO, СаО (флюс) и др. образуется основной железистый шлак, содержащий до 45% СаО и до 15% FeO. Слой шлака покрывает поверхность расплавленного металла и его непосредственное окисление кислородом печных газов прекращается. В дальнейшем взаимодействие атмосферы печи с металлом происходит через шлак. На поверхности шлака кислород печных газов окисляет FeO до РегОз 2(FeO)+ 1/202= (РегОз). На границе шлак —металл протекает реакция (РегОз)-1-Ре = 3(РеО). [c.55]

Высокие адгезионные свойства получены у волокон из кварцевого и бесщелочного стекла. Наличие щелочей в составе стекла уменьшает адгезию лаков и смол. Адгезия полимерных веществ к щелочным волокнам может быть повышена при введении в состав стекла окислов некоторых металлов (свинца, циркония и др.) или обработке поверхности волокон гидрофобнылш веществами на основе кремнийорганических соединений. [c.414]

ПОЧВА, поверхностный слой земной коры, существенное свойство к-рого, отличающее его от горной породы, из к-рой он произошел,—плодородие. Плодородие почвы—способность обеспечивать растения во все время их развития водой и элементами зольной и азотной пищи горные породы этой способностью не обладают. Эволюция П. из горной породы совершается под влиянием процессов, протекающих одновременно на земной поверхности,—выветривания (см.) и почвообразования. При выветривании горная порода приобретает способность пропускать в себя воду, необходимую для растений. Порода вследствие своей малой теплопроводности и денных и ночных колебаний темп-ры растрескивается, лишается массивности и превращается в р у х-ляк термич. выветривания. Такой рухляк, слагающийся из острогранных обломков, обладает только проницаемость ю, но лишь в ничтожной степени в л а-гоемкостью. По мере измельчания горной породы увеличивается поверхность ее соприкосновения с атмосферой и прогрессирует процесс ее химического выветривания— взаимодействия между элементами атмосферы и горной породы. Азот атмосферы никакого прямого химического воздействия на породу не оказывает. Кислород может только окислять минералы породы, содержащие закисные соединения, преимущественно железа. Вода как таковая никакого прямого действия на минералы горных пород не оказывает, но ее роль очень велика, потому что всякое химическое воздействие на элементы породы при термодинамич. условиях поверхности земли может совершаться только в присутствии воды. Главная роль при выветривании принадлежит углекислоте, к-рая в виде раствора в атмосферной воде вносится в рухляк термич. выветривания геологическим круговоротом воды, промывающей рухляк сверху вниз. Из элементов горной породы кварц, или кристаллич. кремневая к-та, на поверхности земли никаким химич. изменениям не подвергается, он только измельчается. Углекислый кальций, входящий в состав многих горных пород (см. Известняк), под влиянием углекислоты переходит в кислую соль, к-рая сравнительно легче растворима в воде и вымывается из рухляка промывающей его водой. Из с и л и к а-т о в—солей кремневой к-ты, составляющих значительную часть горных пород, свободная углекислота в присутствии воды вытесняет кремневую к-ту и становится на ее место, образуя с основаниями силикатов карбонаты. Вытесненная нерастворимая в воде кремневая к-та отлагается в массе рухляка в аморфной форме в виде пылеватых частиц крупностью 0,01—0,001 мм. Образующиеся из оснований силикатов карбонаты одновалентных металлов все легко растворимы в воде и вымываются из породы также вымываются и карбонаты двухвалентных металлов, образующие с углекислотой кислые [c.250]

Медно-цинковые припои применяют при пайке стали, чугуна и медных сплавов, меди, бронзы, никеля. Лучшие результаты дает припой марки ЛОК62-06-04. Состав этого припоя следующий, % Си — 60...63 5п — 0,3...0,4 81 — 0,4...0,6 7п — остальное. Температура плавления 905 °С, временное сопротивление 450 МПа. Кремний и олово в припое служат энергичными восстановителями, предохраняющими цинк от окисления и испарения. Кремний при восстановлении оксидов цинка окисляется до кремнезема, соединяется с флюсами и образует боросиликаты, которые всплывают на поверхность жидкого металла, покрывая его пленкой, препятствующей окислению и испарению цинка, содержащегося в припое. Олово способствует растекаемости припоя по металлу и улучшает заполнение зазоров. Припой ЛОК62-06-04 обеспечивает плотное, беспористое паяное соединение, с высокими механическими свойствами. Процесс пайки происходит без вьщеления паров оксидов цинка, что улучшает условия труда в цехе. Этим припоем можно паять сосуды на давление до 2,5 МПа. [c.423]

Как в теории Вагнера, так и в теории Мотта — Кабрера заранее предполагается, что свойства окисной пленки, в частности концентрация дефектов в ней, по мере ее утолщения не меняются. Однако в настоящее время становится очевидным, что с ростом окисной пленки многие ее свойства сильно изменяются. Изменяется стехиометрический состав окисла, фазовый состав, структура и степень его дефектности. Это должно сказываться на величине коэффициента диффузии реагирующих компонентов, а следовательно, и на кинетике роста окисной пленки. В работе [7] было показано, что формирование первичной окисной пленки в случае непосредственного взаимодействия чистой поверхности металла с окисляющим газом протекает в условиях сильных локальных перегревов поверхности металла и образующейся пленки. В экспериментах [8] по взаимодействию чистой поверхности монокристаллического кремния со фтором при комнатной температуре и пониженных давлениях газа наблюдалось даже оплавление поверхности кремния. [c.20]

Трубы для поверхностей нагрева из стали 12Х2МФСР чаще содержат металлургические дефекты, чем трубы таких же типоразмеров из других сталей. Так, в январе 1968 г. на котле ПК-41 одной из ГРЭС были зарегистрированы случаи разрушения труб ширмового пароперегревателя первой и второй ступени. Причины разрушения— продольные трещины, расположенные с внутренней стороны стенки трубы, причем в каждом сечении имеется несколько таких трещин (рис. 4-3). По краям трещин плотность карбидов существенно меньше, чем вдали от них, что говорит об обезуглероживании металла. Трещины заполнены окислами. Если в эксплуатации сразу развивались две трещины с приблизительно одинаковой скоростью, то из стенки трубы вырывало кусок металла. Механические свойства и химический состав всех исследованных в МО ЦКТИ труб, имевших повреждения, удовлетворяли требованиям МРТУ 14-4-21-67. 122 [c.122]

В реакции с кислородом вступают контактные поверхности как стружки и обработанной поверхности детали, так и инструмента. В местах, легко доступных для внешней среды, образуются индивидуализированные лленки окислов. Такими местами являются участки контактных площадок, примыкающих к их периметру. На внутренних участках контактных площадок возникают островки относительно тонких окисных пленок (толщиной 30—40 А), зоны твердого раствора кислорода в кристаллической решетке металлов и зоны с хемосорбированным и физически адсорбированным кислородом [12]. При наличии в воздухе влаги или углекислого газа возникают также пленки гидроокисей. Вторичные структуры, появившиеся на инструменте в результате реакции с кислородом, в процессе резания непрерывно разрушаются и вновь регенерируют. При различных обрабатываемых и инструментальных режущих материалах, а также в зависимости от условий резания изменяются химический состав окисных пленок, их структура (она может быть кристаллической или пористой), плотность, механические свойства, а также прочность сцепления с матричным материалом. [c.31]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...