Взаимодействие металлов и сплавов с другими газами

Взаимодействие металлов и сплавов с другими газами [c.368]

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ С ДРУГИМИ ГАЗАМИ 379 [c.379]

При температуре ниже дебаевской следует учитывать другие механизмы переноса, в частности перенос фононами, вклад которых до сих пор не рассматривался. Фононы обеспечивают теплопередачу в неметаллических веществах, где нет газа свободных электронов. В металлах и сплавах при низких температурах вклад фононов в теплопроводность оказывается заметным. Возникает поток фононов, взаимодействующих с другими фононами, электронами и атомами примесей, причем каждому такому акту соответствует своя длина свободного пробега. При высоких температурах средняя длина свободного пробега при электрон-фононном взаимодействии значительно больше, чем при фонон-фононном. Таким образом, по отношению к электронам решетка находится во внутреннем тепловом равновесии и рассмотренная выше термо-э.д.с. диффузионного происхождения оказывается основной. При низких температурах длина свобод- [c.272]

Необходимы исследования на металлах и сплавах, структура которых отлична от г.ц.к. Хотя механические испытания не являются прямым методом изучения основных свойств закаленных дефектов, например энергии об-разования энергии активации миграции и т. д., было показано, что они весьма полезны при изучении природы стоков для закалочных вакансий. Кроме того, механические испытания оказываются важной методикой для исследований взаимодействия дислокаций с различными типами дефектов. Известно, что эксперименты по закалке некоторых металлов, таких, как железо, и других о. ц. к. металлов и некоторых сплавов довольно затруднительны вследствие растворения в этих металлах газов, а также реакций, протекающих в твердом состоянии. Поэтому должны быть приняты соответствующие предосторожности для уменьшения такого рода влияния. [c.267]

Металлы и сплавы, употребляемые для изготовления теплоэнергетического оборудования, обладают способностью вступать во взаимодействие с соприкасающейся с ними средой (вода, пар, газы), содержащей те или иные коррозионно агрессивные примеси (кислород, угольная и другие кислоты, щелочи и др.). В результате воздействия агрессивной среды происходит коррозионное разрушение металла, которое обычно начинается с поверхности и более или менее быстро продвигается вглубь. [c.138]

Сварку плавящимся электродом в инертных газах применяют для изготовления ответственных изделий из нержавеющей стали, алюминия, магния и других металлов и сплавов, активно взаимодействующих с кислородом и азотом воздуха. Используя тонкую электродную проволоку, этим способом можно сваривать изделия толщиной до 4—5 мм без скоса кромок, а для изделий большей толщины рекомендуется применять У-образную подготовку кромок с углом разделки 30—50°. [c.222]

Значительной химической активностью отличаются и другие цветные металлы алюминий, магний, медь, никель и сплавы на их основе. При сварке их защиту от взаимодействия с воздухом, а также защиту расплавленных сталей и сплавов на основе железа обеспечивают инертные газы, специальные флюсы и электродные покрытия. [c.54]

Керамическая составляющая грунтового слоя состоит из тугоплавких окислов, изолирует эмалевый расплав от контакта с подложкой. Большая химическая инертность и высокая тугоплавкость керамической составляющей покрытия позволяет резко снизить (практически исключить) взаимодействие сплава с покрытием. Активный металл в составе грунта взаимодействует с кислородом и другими газами в покрытии, связывает их химически, не допускает к защищаемой поверхности поток агрессивных агентов, поступающих в результате диффузии из атмосферы печи через покровный слой эмали. [c.130]

Во время плавления основной и присадочный металлы сильно перегреваются иногда до температур, близких к температуре кипения. Это приводит к испарению металла и изменению химического состава сплава. Наличие газовой атмосферы вокруг плавящегося металла приводит в ряде случаев к окислению, взаимодействию металла с азотом и растворению в металле газов. Все это вызывает изменение химического состава наплавленного металла, образование окислов и других неметаллических включений, пор и трещин. Чем чище наплавленный металл, тем выше механические свойства сварного шва. [c.456]

При сварке активных металлов (титана, циркония, некоторых высоколегированных сталей и сплавов и других материалов) часто бывает необходимо защищать от взаимодействия с воздухом обратную сторону шва. Для этого применяют подкладки, ограничивающие под швом циркуляцию воздуха, или поддув инертного газа. [c.435]

Под химическими свойствами понимают способность материалов вступать в химическое взаимодействие с другими веществами, сопротивляемость окислению, проникновению газов и химически активных веществ. Характерным примером химического взаимодействия среды и металла является коррозия. Коррозия наносит огромный ущерб промышленности. Для защиты от коррозии применяют покрытия деталей лаками, красками, более стойкими металлами. В некоторых случаях вместо обычных сталей применяют более стойкие сплавы на основе алюминия, меди, титана или коррозионностойкой стали. [c.69]

Зависимость между режимом сварки и составом шва при дуговой и электрошлаковой сварке. При сварке неплавящимся электродом без присадочного металла шов полностью состоит из расплавленного основного металла. При сварке плавящимся электродом или неплавящимся электродом с присадочным металлом металл шва представляет собой сплав основного и дополнительного (электродного или присадочного) металлов. Состав шва определяется долями участия того и другого металла в металле шва, зависящими от режима сварки, характера подготовки кромок и изменений, происходящих в составе шва при взаимодействии электродного металла и металла сварочной ванны с газами и шлаком. Долю участия основного и дополнительного металлов определяют обычно по поперечному макрошлифу. При дуговой однослойной сварке долю участия дополнительного металла определяют по формуле [c.220]

Электродуговая сварка в защитном газе (рис.6.3) применяется в тех случаях, когда свариваемые металлы очень активны химически и при высокой температуре интенсивно взаимодействуют с кислородом воздуха ( окисляются или даже сгорают). К таким металлам относятся сплавы на основе алюминия, титана и ряда других, редко применяемых в технике. [c.64]

При взаимодействии никеля с серой в процессе нагрева по границам его зерен образуется легкоплавкая эвтектика, вызывающая охрупчивание металла. Поэтому содержание серы в защитных и восстановительных газах при пайке никеля и его сплавов не должно превышать 0,40 мг/л остатки масел, красок, смазок и других веществ, содержащих серу, тщательно удаляют с поверхности деталей перед пайкой. Подобное же действие на никель и его сплавы оказывают свинец, висмут, мышьяк и некоторые другие легкоплавкие металлы. [c.301]

Все металлы и сплавы, применяемые в качестве конструкционных материалов котлов, по своей природе способны взаимодействовать с коррозионной средой, подвергаться химической и электрохимической коррозии. Электрохимическая коррозия происходит при действии на металл водных растворов солей, кислот, щелочей и даже чистой воды химическая — при действии на металл паров, сухих газов и неэлектролитов (бензин, смола и др.). В условиях работы теплосилового оборудования электрохимическая коррозия наблюдается при соприкосновении его с химочищенной, питательной, котловой и другими водами энергетических установок химическая же коррозия протекает главным образом при воздействии на сталь перегретого пара и сухих газов. При этом следует отличать коррозионные разрушения от эрозионных. [c.10]

Реальные металлы и сплавы благодаря существованию силового поверхностного поля, обусловленного ненасыщенностью связей наружных атомов решетки, в нормальных условиях покрыты слоем адсорбированного газа. Характер связи атомов или молекул газа с атомами металла в значительной степени зависит от химического сродства взаимодействующих элементов. Сравнительно слабая связь атомов благородных и некоторых других газов с поверхностью металла объясняется действием только ван-дер-ваальсовых сил. Г азы, удерживаемые поверхностью металла таким образом, называются физически адсорбированными. Толщина слоя физически адсорбированного газа может намного превышать размер молекулы. Теплота физической адсорбции близка к теплоте конденсации соответствующего газа и составляет обычно десятки килоджоулей на моль (несколько тысяч калорий на моль) и практически не зависит от природы подложки. Поскольку заметная физическая адсорбция обычно наступает ниже 0°С, сублимация даже наиболее легкоплавких металлов не может заметно зависеть от физически адсорбированных газов. , [c.428]

Инертные газы — атмосферы, не вступающие во взаимодействие ни с одним из металлов и сплавов и с углеродом. Инертные газы применяются в качестве защитных от окисления и обезуглероживания. Наиболее широкое применение в промышленности находят аргон и гелий (табл. 1). Они применяются в технологических процессах, а также для тех металлов и сплавов, при производстве которых не могут использоваться иикакие другие атмосферы, например, при производстве тантала и ниобия. Для тантала и ниобия не применимы углеродсодержа- [c.123]

Инертные газы (аргон, гелий и их смеси) целесообразно применять для сварки металлов (например, алюминия, магния, титана) и сплавов, склонных при нагреве к энергичному взаимодействию с кислородом, азотом, водородом инертные газы с добавками кислорода или углекислого газа — для сварки легированных сталей и сплавов азот — для сварки металлов и сплавов, не иза-имодействующих с этим газом (например, медь, некоторые аустенитные стали) углекислый газ — для сварки углеродистых и легированных сталей, а также других металлов и сплавов, не имеющих большого химического сродства к кислороду. [c.25]

Газовая коррозия —наиболее распространенный в практических условиях вид химической коррозии. Это процесс разрушения металлов и сплавов в результате химического взаимодействия с газами при высоких температурах. Газовая коррозия наблюдается при работе металличес1 их конструкций, контактных и других аппаратов, арматуры обжиговых и нагревательных печей, деталей двигателей внутреннего сгорания, при термической обработке, горячей прокатке, ковке и др. Причина газовой коррозии металлов — их термодинамическая неустой- [c.75]

Общие сведения. С развитием новых отраслей техники тугоплавкие металлы и их сплавы благодаря высоким жаропрочности, коррозионной стойкости в ряде агрессивных сред и другим свойствам находят все более широкое применение. К тугоплавким металлам, использующимся для изготовления сварных конструкций, относятся металлы IV, V и VI групп периодической системы Менделеева ниобий, тантал, цирконий, ванадий, титан, молибден, вольфрам и др. Эти металлы и сплавы на их основе обладают рядом общих физико-химических и технологических свойств, основными из которых являются высокие температура плавления, химическая активность в жидком и твердом состоянии при повышенных температурах поотношению к атмосферным газам, чувствительность к термическому воздействию, склонность к охрупчиванию, к интенсивному росту зерна при нагреве выше температуры рекристаллизации. Пластичность сварных соединений тугоплавких металлов, как и самих металлов, в большей мере зависит от содержания примесей внедрения. Растворимость азота, углерода и водорода в тугоплавких металлах показана на рис. 1. Содержание примесей внедрения влияет на технологические свойства тугоплавких металлов и особенно на их свариваемость. Взаимодействие тугоплавких металлов с газами и образование окислов, гидридов и нитридов вызывают резкое охрупчивание металла. Главной задачей металлургии сварки химически активных тугоплавких металлов является обеспечение совершенной защиты металла и минимального содержания в нем вредных примесей. Применение диффузионной сварки в вакууме для соединения тугоплавких металлов и их сплавов является весьма перспективным, так как позволяет использовать наиболее совершенную защиту металла от газов и регулировать термодеформационный цикл сварки в благоприятных для металла пределах. [c.150]

Коррозия в продуктах сгорания мазутов и других видов нефтяного топлива, содержащего серу, натрий и ванадий, отличается от коррозии в продуктах сгорания твердых топлив, хотя также определяется воздействием на металл золовых отложений. Наибольшее отличие наблюдается при высоком отношении содержания ванадия и натрия. В этом случае развивается преимущественно ванадиевая коррозия металла. Применительно к сталям и другим сплавам на железной основе процесс ванадиевой коррозии рассматривается обычно как последовательность реакций взаимодействия VjOe с железом и оксидом железа, вследствие которых железо превращается в оксид, а оксид железа — в ванадат железа. Одновременно образуются низшие оксиды ванадия, которые окисляются кислородом, поступающим в зону коррозии вместе с дымовым газом, до VaOs, после чего воздействие V2O5 на металл и оксиды возобновляется [6]. Таким образом, оксид ванадия(У) не расходуется (за исключением потери некоторого количества [c.227]

Таким образом, повышение растворимости газов при перегреве расплава обусловливает возникновение ряда дефектов в слитке. Растворимость кислорода, азота и водорода зависит от состава и, по-видимому, от структуры ближнего порядка жидкой стали. По вопросу о механизме растворимости газов в металлах предложено много различных гипотез. Растворимость газов связывают с электронной концентрацией в сплавах, со скоростью диффузии и степенью взаимодействия атомов газа и металла и с другими факторами. В работе [147] рассматриваются существующие теории растворимости газов в металлах. При повышении температуры, как правило, не только увеличивается растворимость газов в стали, но и усиливается взаимодействие газов с примесями (S, Р, Мп, Si и др.), а также с Fe и легирующими элементами, что способствует образованию круп-н >щ неметаллических включендй в сдитке. [c.183]

Если же, с другой стороны, два металла сплава взаимодействуют с газом Х2 или один металл взаимодействует с двумя газами Х2 и Y2 (или с газом состава XV2), то образуются весьма сложные продукты реакции. Образующиеся соединения могут существовать на поверхности металла в виде гетерогенной смеси пли отдельных слоев возможно также образование такого нового двойного соединения, как шпинель. Соединение, образовавшееся в избытке, может навязать свою структуру всей совокупности продуктов реакции, причем второстепенные компоненты встраиваются в решетку главного соединения. Это зависит от образования твердых растворов. Наряду с тем в таких системах, как Рез04 —МП3О4, а-АЬОз — СггОз и СаО —МпО, образуются твердые растворы с неограниченной растворимостью. В этих случаях периодичность решетки почти не нарушается, но если два металла имеют разную валентность, то исходная решетка становится менее совершенной. Подобные примеры имеют большое значение при исследовании механизма окисления и рассматриваются подробнее дальше. [c.13]

Окисление металлов кислородом воздуха особенно заметно в условиях высокотемпературной нефтепереработки. При высоких температурах скорость взаимодействия газа с металлом велика, поэтому там, где может возникнуть эта проблема, необходимо особенно тщательно подбирать металл для конструкций. Скиннер, Мейзон и Моран [10] описывают сопротивление различных сплавов этому виду коррозии и отмечают, что сопротивляемость Ре—N1—Сг-сплавов зависит в основном от содержания хрома, Однако при переменных температурах для коррозионного сопротивления более важным становится присутствие других компонентов сплава. Так, увеличение содержания никеля действует благоприятно, так как он уменьшает различие в термическом расширении между окислом и металлом и соответственно уменьшает напряжения на границе раздела металл — окалина [41]. Кремний и алюминий заметно увеличивают сопротивляемость окислению. Имеются подробные рекомендации для соответствующего выбора сплава. [c.262]

При изотермической штамповке стеклосмазки используют и в качестве заш,итных 1юкрытий, предохраняюш,их металл от взаимодействия с окружающей атмосферой окисления, газонасыщения, обеднения поверхностного слоя легирующими элементами. Однако при нанесении смазок, а также в процессе сушки в слое покрытия могут образоваться поры, пузыри, несплошности, через которые кислород и другие атмосферные газы проникают к поверхности заготовки за время, требующееся для оплавления смазки. Степень взаимодействия заготовки с атмосферой зависит от состава стеклосмазки, продолжительности ее оплавления на нагреваемой заготовке, способности металла к образованию окислов, растворимости кислорода в защищаемом сплаве. [c.99]

Имеются, однако, и возражения против данного метода, когда реагирующим газом являются воздух или другая смесь газов, взаимодействующая с металлом с различной скоростью например, в случае воздуха кислород поглощается значительно скорее азота влага, обычно содержащаяся в воздухе, также изменяет концентрацию реагирующих газов. Даже если время от времени впускать свежий воздух в трубку, атмосфера в установке все равно будет обогащена азотом. Для того чтобы ослабить этот эффект, объем у становки должен быть достаточно велик по сравнению с объемом воздуха, расходуемого на реакцию окисления. Но увеличение объема установки уменьшает чувствительность метода. Кроме того, в газовых смесях проявляется эффект тепловой диффузии, и хотя для с.меси кислорода с азотом эта диффузия незначительна, она все же привносит трудно определимую погреш итсть. Дань [609], пользоваБШИися в своих исследованиях кислородом 95%-пой чистоты, столкнулся с некоторымп трудностями, которые исчезали, когда загрязненный газ заменили чистым кислородом. Тем не менее этот метид оказался весьма полезным, даже когда воздействующей газообразной средой был воздух, из-за простоты методики и возможности при измерениях непрерывно записывать через определенные короткие промежутки времени (до 60 мин) количество поглощаемого кислорода, например, в случае окисления различных сплавов хрома при 1250° С [401] . [c.242]

Большинство металлов в процессе сварки активно взаимодействуют с газами, попадаюшими в шов. В результате такого взаимодействия резко возрастает концентрация газов в металле шва. При этом газы или остаются в твёрдом растворе, или выделяются в объем пустот -пор, трешин и других несплошностей. В результате резкого повышения содержания газов в металле шва заметно снижаются пластичность и вязкость металла. Поэтому иногда случаев возникает необходимость в точном определении количества газов в единице объема исследуемого свариваемого сплава. [c.239]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...