Влияние жидких и твердых примесей

ВЛИЯНИЕ ЖИДКИХ И ТВЕРДЫХ ПРИМЕСЕЙ [c.81]

Еще одна особенность кристаллизации сплавов — влияние градиента концентрации растворенного элемента в слое переохлажденного расплава, контактирующего с твердой фазой, на температуру Т я- При кристаллизации сплавов происходит диффузионное перераспределение примесей между жидкой и твердой фазами. Переохлаждение, связанное с перераспределением примесей, принято называть концентрационным переохлаждением. [c.443]

Эту точку зрения высказал С. М. Баранов, выдвинувший гипотезу о влиянии моноокиси кремния SiO на прокаливаемость 136, с. 5—14 82 171 172]. Сущность гипотезы состоит в следующем. В процессе выплавки и разливки стали, содержащей кремний, при определенных условиях образуется моноокись кремния, SiO, которая является поверхностно активной примесью, поглощаемой границами зерен и фаз. При определенных условиях (при нагреве) SiO может растворяться в твердом растворе, оказывая существенное влияние на его свойства. Моноокись кремния может оказывать сильное влияние на процессы кристаллизации (в жидком и твердом состояниях), способствуя образованию вытянутых пластинчатых кристаллов, что связано с ее способностью изменять механизм кристаллизации и форму растущих кристаллов. [c.89]

ПРОБОЙ, разрушение диэлектриков под действием электрич. поля (см. Диэлектрики, Изоляционные электротехнические материалы), Как по величинам пробивных напряжений, так и по характеру пробоя, удобно отдельно рассмотреть газообразные, жидкие и твердые диэлектрики. П. в газа х—см. Разряд электрический. П. жидкостей наименее изучен с физической стороны. (Систематизированный опытный материал—см. Изоляционные масла.) Решающее влияние имеет тщательная очистка от химич. примесей (в особенности от полярных веществ, напр, вода), от твердых пылинок и от растворенных газов. Работы Шумана и Вальтера показали, что в наиболее чистых условиях П. жидкости обусловливается теми же явлениями, что и в твердых диэлектриках. Пробивное напряжение не зависит ни от давления окружающего газа ни от t°. Ничтожные примеси воды или газа к маслу резко изменяют его пробивные напряжения. Прибавление к совершенно сухому маслу 10 части воды в 6 раз понижает пробивное напряжение (с 800 kV/см до 140 kV/см). В такой жидкости наблюдается также резкое возрастание пробивного напряжения с увеличением давления. В масле напр, на каждую атмосферу давления пробивное на- [c.397]

Таким образом, коррозионное разрушение тех или иных конструкционных материалов в жидких металлах может происходить в результате протекания различных процессов. Обычно разрушение бывает следствием одновременного протекания нескольких процессов. Доля влияния отдельных процессов, их взаимодействие зависят от природы твердого и жидкого металла, температуры и ее перепада в системе, скорости движения жидкого металла и наличия в нем примесей. Однако для каждого жидкого металла, используемого в качестве теплоносителя, имея в виду его взаимодействие со сталями, можно указать фактор, который обычно доминирует в процессе коррозии. В среде тяжелых металлов — висмута, свинца и их сплавов — определяющим фактором в коррозионном поражении является простое растворение и термический перенос массы. В натрии, калии и их сплавах коррозионная стойкость зависит в наибольшей степени от примеси кислорода в жидком металле. В литии и ртути на металлы могут оказать воздействие термический перенос массы и действие примесей в равной мере. [c.264]

Поверхностное натяжение ртути и других жидких металлов и влияние на него малых концентраций примесей имеют значение в технике в связи с увеличением использования этих жидкостей в теплообменных и кипящих контурах. Чтобы получить хорошую теплопередачу между жидкостью и твердым веществом, необходимо интенсивное смачивание сведения о подходящих легирующих эле- [c.152]

Влияние примесей. Марганец является очень важной и полезной примесью в С. В углеродистых С. содержание марганца находится в пределах 0,1—1,5%. Марганец повышает механич. свойства С. подобно углероду, образуя с железом карбид Мп С, не отличимый по виду от цементита, и кроме того является энергичным раскислителем С. Имея большое сродство к кислороду, марганец отнимает его от железа и раскисляет С. Перед разливкой жидкой С. в нее добавляют или ферромарганец с 80% Мп или зеркальный чугун с 25% Мп марганец парализует вредное действие серы, образуя нерастворимый в С. сернистый марганец МпЗ. На вкл. л., 7 изображены включения светлосерого сернистого марганца, наблюдаемые до травления они вытянуты вдоль прокатки и круглы в поперечном сечении. Всю серу не удается связать с марганцем и часть ее все же оказывает свое вредное действие. На вкл. л., 4 изображен сернистый марганец (светлые места) и силикаты марганца. Кремний обычно в С. встречается в количестве О—0,3%, образует твердый раствор с железом, поэтому кремний, растворенный в феррите, в микроскоп рассмотреть нельзя. Подобно марганцу кремний добавляется при изготовлении С. и служит хорошим раскислителем. Кремний добавляется в ванну в форме ферросилиция, содержащего 10—15% или 50% 81. [c.398]

Пусть, для определенности. Ко < 1. Тогда если скорость роста кристалла V больше, чем скорость выравнивания состава в жидкой фазе, то из-за оттеснения примеси из твердой фазы в жидкую и замедленности диффузионных процессов установления равновесия в жидкой фазе концентрация примеси в расплаве у границы раздела будет возрастать. Накопление избытка примеси приведет к образованию перед движущимся фронтом кристаллизации диффузионного слоя 6, из которого примесь путем диффузии переходит в объем расплава. Если Ко > 1, то вблизи поверхности роста ощущается недостаток примеси. Таким образом, от равновесного коэффициента разделения Ко мы переходим к эффективному К и учитываем влияние условий выращивания на процессы легирования [c.267]

Включения, как и дендриты,образуются только при кристаллизации. В процессе роста кристалла на его гранях могут образовываться включения маточного раствора, в котором растет кристалл, либо механических примесей, содержащихся в кристаллизующейся среде. Внутри кристалла включения располагаются не произвольно, а по определенным правилам. Газовые пузырьки при захвате их кристаллом вытягиваются, образуя тонкие каналы, расположенные перпендикулярно к фронту кристаллизации. Так же располагаются и пузырьки маточного раствора. В качестве механических включений внутрь кристалла могут попадать и кристаллы другого вещества, чаще всего более тугоплавкого, че.м вещество основного кристалла [21]. Однако следует отметить, что изучены лишь некоторые виды включений газовые, жидкие, твердые, газово-жидкие, трехфазные, причины и механизм их образования, в то время как их влияние на свойства материалов можно считать неисследованным. [c.51]

В литературе нет сведений о влиянии примесей на активационные свойства теплоносителей, работающих в ядерных реакторах. Многие примеси накапливаются в теплоносителе в процессе его работы до значительных концентраций и не считаться с их активационными свойствами нельзя. В первую очередь это относится к конструкционным материалам, накапливающимся в жидком металле-теплоносителе в растворенном виде и в форме твердых взвесей металлов и окислов, а также в холодных ловушках, где эти частицы задерживаются фильтром. Железо и никель, например, входящие в состав стали, являются наиболее ощутимыми примесями в жидких щелочных металлах. В ядерных реакторах возможны реакции типа Fe(a, рп), Fe d, п), q(p, п), Ре(р, у), Ni(rt, р) и др. с образованием [c.48]

Влияние серы. Сера является вредной примесью в стали. С железом она образует химическое соединение FeS, которое практически нерастворимо в нем в твердом состоянии, но растворимо в жидком металле. Соединение Fe.S образует с железом легкоплавкую эвтектику с температурой плавления 988 " С. Эта эвтектика образуется даже ори очень малом содержании серы. Кристаллизуясь из жидкости по окончании затвердевания, эвтектика преимущественно располагается по границам зерна. При нагреве стали до температуры прокатки или ковки (1000—1200 °С) эвтектика расплавляется, нарушается связь между зернами металла, вследствие чего при деформации стали в местах расположения эвтектики возникают надрывы и трещины. Это явление носит название красноломкости (горячеломкость). [c.133]

Роль оплавления в развитии пористости при термоциклировании изучена в работах [210—212, 249, 255] на примере анизотропного в отношении термического расширения металла. Влияние легкоплавких примесей на рост изотропных металлов, являющихся основой большинства жаропрочных сплавов, исследовано хуже. В связи с этим автором совместно с И. А. Чернышевой и Л. А. Шевченко исследованы структурные и объемные изменения, происходящие при термоциклировании сплавов алюминия с кадмием, оловом, свинцом и висмутом. С алюминием указанные элементы не образуют промежуточных фаз и имеют сравнительно низкую температуру плавления. Благодаря большому различию в температурах плавления алюминия (660° С) и температур солидуса сплавов можно было варьировать в широком интервале значения верхней температуры цикла, при которой сплавы остаются в твердо-жидком состоянии. [c.105]

Морфология поверхности раздела между твердой и жидкой фазами при заданных условиях роста будет зависеть от ряда факторов, которые можно разбить на три основные группы 1) все параметры, которые оказывают влияние на свободную энергию соприкасающихся фаз, т. е. распределение температуры Г, распределение примесей С и кривизна поверхности К 2) механическое равновесие с различными поверхностями границами зерен, внешними поверхностями и внутренними межфазными границами 3) атомная кинетика процесса кристаллизации и ее анизотропия. В свою очередь от особенностей морфологии поверхности раздела зависят свойства выращиваемого кристалла, поскольку структура поверхности раздела оказывает очень сильное влияние на распределение химических и физических дефектов в кристалле. [c.176]

В последнее время интерес к влиянию малых количеств приме-сей на свойства чистых металлов постоянно возрастает и в этой области появляется все большее количество работ. Примеси играют важную роль в исследованиях, связанных с физикой металлов. Они образуют точечные дефекты особого вида и способны взаимО действовать с другими дефектами решетки, которые определяют многие из свойств металлов. Следовательно, получение металлов высокой чистоты имеет очень большое значение. С одной стороны, это позволяет проводить исследование дефектов решетки в простых условиях в результате устранения взаимодействия с примесями. С другой стороны, влияние примесей на свойства может изучаться на сплавах, состав которых известен совершенно точно благодаря использованию металлов высокой чистоты. Значительный успех в получении чистых металлов связан с применением метода, получившего название зонной плавки. Этот метод, основанный на раз личной растворимости примесей в твердой и жидкой фазах, оказался весьма плодотворным, поскольку позволил получать металлы с содержанием примесей 10 % и менее. Чтобы эффективно использовать этот метод очистки, исследователь должен иметь в своем распоряжении аналитические способы определения столь малых количеств примесных элементов, а также очень быстрые методы контроля, позволяющие следить за процессами очистки. В рассматриваемом интервале концентраций примесей особый интерес представляют такие методы их определения, как радиоактивационный анализ и измерение остаточного электросопротивления. [c.431]

Содержание твердых механических примесей и растворенных металлов оказывает большое влияние на стабильность жидкого диэлектрика в эксплуатации. Металлы попадают в жидкий диэлектрик при его изготовлении, транспортировке, хранении или в производстве электрооборудования. [c.70]

Влияние твердой фазы на электропроводность и кислотность составов, объясняемое частичным переходом в раствор осаждаемых веществ и содержащихся в них примесей электролитов, оценивается у и pH изготовлен- ых па основе указанных материалов стандартных суспензий, например суспензий микропорошка алунда в метаноле с соотношением твердой и жидкой фаз 5 4. [c.132]

Влияние примесей. Самопроизвольное зарождение кристаллов в жидком металле очень затруднительно. Обычно источником образования зародышей являются твердые частицы, которые всегда присутствуют в жидком металле. Атомы жидкого металла послойно адсорбируются на поверхности частиц примесей. Чем больше примесей, тем больше центров кристаллизации. Роль примесей выполняют и стенки изложницы, в которую заливают жидкий металл. [c.15]

Как и в жидких диэлектриках, на величину проводимости твердых диэлектриков большое влияние оказывают различные примеси. В большинстве случаев эти примеси значительно легче диссоциируют с образованием свободных ионов, чем основной диэлектрик. В кристаллических диэлектриках примеси, помимо того, что они являются источником свободных ионов, могут влиять на увеличение проводимости за счет ослабления связей решетки, в частности в кристаллах ионного типа при этом ионы основного состава диэлектрика легче срываются со своих мест в узлах решетки и становятся носителями тока. [c.63]

В двух ранее рассмотренных случаях нами не учитывалось влияние диффузии на степень химической неоднородности. При установившихся непрерывных процессах кристаллизации незначительное диффузионное перераспределение примесей приводит к некоторому выравниванию концентраций, однако качественно картину их распределения не изменяет. Для прерывистого процесса кристаллизации характерно появление определенной периодичности в распределении примесных элементов по длине кристаллита. В момент замедления, а затем и остановки процесса диффузия примеси в жидкую и твердые фазы начинает играть существенную роль в выравнивании составов как внутри однородных фаз, так и между твердой и жидкой. Из рис. 12.25, в, видно, что в момент остановки процесса затвердевания слои жидкости, прилегаюш,ие к твердой фазе, обедняются примесью (—ДСж), а затвердевший металл обогащается ею. Возобновление процесса кристаллизации из обедненного состава жидкой фазы приводит к снижению содержания примеси во вновь образующихся кристаллитах (—АСтв). Повторяясь периодически, этот процесс приводит к появлению так называемой слоистой неоднородности. Количество легирующего элемента в жидкой и твердой фазах на границе сплавления определяется следующими зависимостями [c.459]

Чем больше в чугуне углерода, тем ниже температура его плавления и выше жидкотекучесть. Кремний уменьшает растворимость углерода в железе, способствует распаду цементита с выделением свободного графита. При сварке происходит окисление кремния, оксиды кремния имеют температуру плавления более высокую, чем свариваемый металл, и тем самым затрудняют процесс сварки. Марганец связывает углерод и препятствует выделению графита. Этим самым он способствует отбеливанию чугуна. Марганец образует сернистые соединения (Мп5), нерастворимые в жидком и твердом чугунах и легкоудаляемые из металла в шлак. При содержании марганца более 1,5% свариваемость чугуна ухудшается. Сера в чугунах является вредной примесью, она затрудняет сварку, понижает прочность и способствует образованию горячих трещин. Сера образует с железом химическое соединение — сернистое железо, препятствует выделению графита и способствует отбеливанию чугуна. Верхний предел содержания серы в чугунах 0,15%. Для ослабления вредного влияния серы в чугунах содержание [c.233]

Эмульсионная вода, твердые примеси и загрязнения вызывают добавочную электропроводность иного характера. Капельки эмульсионной воды и твердые частицы заряжаются в электрическом поле и становятся носителями тока. Такая электропроводность называется молионной. Обычно коллоидные частицы (и более крупные загрязнения) заряжаются в электрическом поле в жидком диэлектрике положительно, если их диэлектрическая проницаемость больше, чем диэлектрическая проницаемость жидкой среды. В противном случае посторонние частицы заряжаются отрицательно. Очевидно, что количественно влияние примесей связано с их концентрацией. В производственных условиях для удаления примесей и загрязнений жидкие диэлектрики подвергаются ряду технологических операций, приводящих жидкости в технически чистое состояние. Надо иметь в виду, что чем тщательнее очищен жидкий диэлектрик от различных примесей, тем труднее сохранить его в таком состоянии. [c.46]

Как видно из табл. 1.4, наибольшее количество Н в чугуне (около 79%) приходится на его диффузионно-подвижную форму. В зависимости от концентрации и формы состояния Н может оказывать различное влияние на свойства чугуна в жидком или твердом состоянии уменьшать скорость образования графитной эвтектики способствовать выделению грубых форм графита увеличивать стабильность карбидов способствовать увмнчению дисперсности перлита вызывать образование в отливках внутренних белых пятен, состоящих из карбидов увеличивать склонность чугуна к отбеливанию при наличии примесей А1, Т1, Mg и Мп вызывать образование пористости и понижать жидкотекучесть ( ж)- В твердом чугуне, при контакте его с атмосферой водорода, может иметь место заметное обезуглероживание за счет взаимодействия по реакции [c.24]

Рис. 11. Влияние кавитационной обработки жидкой ванны слитка непрерывного литья при УЗО на эффективность активации неконтролируемых твердых примесей и модифицирующих добавок в слитках диаметром 0,065—0,845 м из сплавов системы А1—Zn—Mg— u—Zr (сплавы 1973ч, 7050, 7010, 1960, В96Ц-1 и др.).

Решение задачи о характеристиках свободной струи, несущей твердые или капельно-жидкие примеси, с учетом описанной модели явления приведено в работе [5]. Сравнение расчета этих характеристик с экспериментальными данными [87] показало вполне удовлетворительную их сходимость. Согласно расчетам [5] запыленная струя становится уже и дально-бойнее не только тогда, когда в ней содержатся тяжелые примеси, но и тогда, когда чистая газовая струя распространяется в запыленном газовом потоке. Выше было отмечено, что если примесь не имеет начальной скорости (папрн.мер, когда газовая струя вытекает в спутный лоток газа большей плотности), то затухание скорости происходит быстре(, чем в незапы-ленном потоке, т. е. интенсивность расширения такой струи увеличивается с увеличением плотности спутного потока. Это кажущееся противоречие [5] объясняется тем, что в случае распространения газовой струи в запыленном потоке на степень расширения струи влияют два фактора с одной стороны, большая плотность окружающей среды, с увеличением которой степень расширения струи увеличивается, а с другой стороны, подавление турбулентности частицами, попадающими из внешнего потока в струю, которое с ростом концентрации частиц в потоке растет и, следовательно, уменьшает степень расширения струи. Согласно расчету, второй фактор оказывает более сильное влияние на степень расширения струи, чем плотность окружающей среды. [c.317]

Несмотря на некоторые предупредительные меры, цветные металлы попадают из шнхты и ферросплавов (а иногда из шлаков и флюсов) в нержавеющую сталь II серьезно ухудшают ее пластичность. М. В. Приданцев и др. [114] объясняют это тем, что цветные примеси, например свинец и его легкоплавкие соединения, располагаются по границам первичных кристаллов в литом состоянии, ослабляют межзеренную связь, вследствие чего при последующей пластической деформации возникают грубые межкристаллитпые трещины. Наиболее отрицательное влияние на свойства сталей при высоких температурах оказывают легкоплавкие примеси, имеющие высокую температуру кипения, некоторую растворимость в жидком состоянии и отсутствие растворимости в твердом. По степени воздействия эти примеси располагаются в следующем порядке висмут, затем свинец, несколько меньшее влияние оказывают сурьма, олово и цинк. Чем больше легирована сталь, особенно никелем, тем меньше в ней должно содержаться свинца. [c.187]

Кристаллизация сплавов в форме. Залитый в литейную форму металл при охлаждении начинает кристаллизоваться, т.е. образуются кристаллы при переходе из жидкого состояния в твердое. Для обра-. зования кристаллов из расплава необходимы зародыши, или центры, кристаллизации, которые могут образовываться самопроизвольно в качестве центров кристаллизации могут служить примеси, образующиеся в расплаве из продуктов реакций плавки металла в печи. Условия протекания кристаллизации определяют структуру и свойства сплава и отливки. Чем больше центров кристаллизации, тем мельче будут кристаллы, и наоборот. Структура отливок зависит от условий плавки примесей, содержащихся в сплаве способа подвода расплава в форму и охлаждения отливки в форме интервала кристаллизации и других факторов. Зная влияние различных факторов на процесс кристаллизации сплавов, можно направленно изменять кристаллическое строение отливок, улучшая их свойства. [c.158]

Отмечая большую роль вида присадок, К. В. Савицкий, А. П. Савицкий и др. связывают их эффективность в основном с растворимостью в твердом кадмии и количеством жидкости, образовавшейся при верхней температуре цикла. Однако подобного рассмотрения, по-видимому, недостаточно. Если на границах зерен по достижении верхней температуры цикла возникает жидкая прослойка, а уровень термоструктурных напряжений обусловлен преимущественно свойствами практически нелегированного кадмия (растворимость в кадмии многих использованных в работах [210— 212] примесей низкая, и влияние их на анизотропию термического расширения и упругие характеристики твердого раствора не должно быть большим), то остаются невыясненными причины различной эффективности присадок. Эффгкт висмута, например, при термоциклировании кадмия в десятки раз больше, чем сурьмы, несмотря на то что растворимость сурьмы в кадмии меньше, чем висмута [242]. Не нашло объяснения и влияние меди, растворимость которой при 300° С составляет 0,1%, тогда как для необратимого увеличения объема кадмия при термоциклировании оказалось достаточным введения 0,05% Си. [c.105]

Вопрос о неравномерном распределении примесей в кристаллической решетке твердого раствора может быть рассмотрен с термодинамической точки зрения. Свободная энергия границы как любой поверхности раздела, включая внешнюю, проявляется а поверхностном натяжении. Здесь используются представления, детально разработанные для газовой и жидкой фаз (Гиббс). Элементы, понижающие поверхностную энергию границ, дол>к-ны концентрироваться цреимущественио на границах зерна (го-рофильные элементы). С этой точки зрения рассматривается возможность существования полиатомного пограничного слоя (в несколько сот ангстрем), обогащенного примесью, концентрация которой постепенно понижается по направлению от границ к центру кристалла [56]. В этом же духе можно трактовать и результаты уже упоминавшейся работы [57]. Термодинамическое рассмотрение вопроса затрудняется, однако, отсутствием данных о влиянии примесей на поверхностное натяжение границ зерен, а также тем, что гиббсовы слои должны иметь протяженность в несколько межатомных расстояний. В действительности приграничная зона сегрегации может достигать нескольких микрон. [c.81]

Аналогично объясняется и влияние типа кристаллической решетки и характера поперечного скольжения. Именно, чем меньше число возможных систем скольжения в кристаллической решетке, тем сильнее действие расплава. Легирование металлов с г. ц. к. решеткой примесями, образующими твердый раствор, затрудняет поперечное скольжение. Поэтому с увеличением содержания легирующего элемента хрупкость в присутствии жидких металлов обычно проявляется более резкр. Такая картина наблюдается, например, при легировании меди цинком и алюминием. [c.239]

Изменение с составом удельного электросопротивления жидких сплавов золота с серебром при 1135° показано на рис. 148 [121, 123]. С экспериментальными данными 121] хорошо согласуются расчетные данные [122]. На рис. 149 приведена кривая изменения с составом удельного электросопротивления твердых сплавов при 300°К. Измерения производили на лроволоке диаметром 0,254 мм, изготовленной из сплавов, содержащих менее 0,1% примесей [120]. Влияние температуры на удельное электросопротивление сплавов по данным [120] показано на рис. 150. На том же рисунке приведены данные, полученные в работах [93] и [126] для сплавов и в работах [124] и [125] для золота и серебра. По результатам экспериментальных измерений авторами работы [120] выведено уравнение для расчета электросопротивления сплавов в зависимости от состава и температуры. Данные [7] по удельному электросопротивлению при 25 и 100° и температурному коэффициенту электросопротивления сплавов были приведены в табл. 117. В работе [79] удельное электросопротивление деформированных сплавов, содержащих 20 и 30% Ад, определено равным 9,8 и 10,2 мком-см, а температурный коэффициент электросопротивления 0,90-10- и 0,70-10 град- соответственно. [c.235]

С другой стороны, адсорбционное понижение прочности как сопротивление твердых тел различным видам деформирования имеет общее термодинамическое обоснование, будучи тесно связано с понижением поверхностной энергии (работы образования) новых поверхностей вследствие адсорбции. Из термодинамического уравнения адсорбции Гиббса, устанавливающего прямую связь между величиной адсорбции и вызываемым ею понижением поверхностного натяжения, непосредственно следует, что сравнительно малые примеси действуют существенно односторонне, т. е. могут только значительно понизить поверхностное натяжение (в результате положительной адсорбции, являясь поверхпостно-актив-ными) и не могут его сильно повысить, так как отрицательная адсорбция всегда мала нри небольших концентрациях. В полном соответствии с этим II. А. уже в первых работах установил принципиальную односторонность влияния малых примесей к окружающей среде на прочность деформируемых в ней твердых тел. Эти примеси могут оказывать сильное действие только когда они поверхпостно-активны, т. е. положительно адсорбируются на вновь образующихся поверхностях твердого тела. Йри этом их действие всегда сводится к понижению прочности. Сама же жидкая среда, с которой граничит деформируемое твердое тело, вызывает понижение его прочности, соответствующее понижению поверхност-пой энергии по сравнению с его значением на границе с вакуумом. [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...