Плавление и испарение металлов

Падающий на поверхность обрабатываемого материала световой поток частично отражается, а основная часть его поглощается электронами проводимости в поверхностном слое материала, увеличивая их энергию. Электроны передают энергию кристаллической решетке, вызывая нагрев, плавление и испарение металла. Нагрев при СЛО ведется в импульсном режиме. При удельной мощности Ю —10 Вт/см тепловое воздействие луча вызывает разрушение нагреваемого материала за время одного импульса. Разрушения происходят по механизму взрывного объемного вскипания с выносом материала в виде паров и капель. Вскипанию способствуют растворенные в материале газы. В результате на участке воздействия лазерного луча формируется лунка. [c.617]

Дуга под флюсом. Сварочная дуга, горящая под флюсом, отличается от других дуг тем, что процесс горения дуги возникает под слоем твердого сыпучего зернистого или пемзовидного флюса. В момент возбуждения и в процессе горения дуги одновременно плавятся сварочная проволока, основной металл и флюс. Расплавленный флюс ограничивает образованный вокруг дуги газовый пузырь, в котором давление газов и паров металла достигает более 280 мм вод. ст. Слой нерасплавленного флюса мешает газовому пузырю разорваться. Когда слой флюса прорывается и наружу выходит газ, то это указывает на недостаток флюса. При сварке дугой, горящей под слоем флюса, применяют большую плотность тока, чем при ручной сварке штучными электродами. Это объясняется тем, что в первом случае расстояние от токоподводящего мундштука до сварочной дуги не превышает 60—100 мм, а тепло дуги, горящей под флюсом, меньше теряется за счет излучения и поэтому эта дуга является более сосредоточенным источником, чем открытая дуга. В то же время температура дугового промежутка практически не увеличивается из-за больших затрат энергии на плавление и испарение металла и флюса. [c.43]

Действие разряда при электроискровой резке распространяется на малую площадь, В зоне разряда мощность электрического импульса достигает десятков киловатт, а плотность тока — сотен тысяч ампер на 1 мм . Развивающаяся температура порядка 10 000° С вызывает плавление и испарение металла в зоне реза. [c.24]

Лекция 20. ПЛАВЛЕНИЕ И ИСПАРЕНИЕ МЕТАЛЛОВ [c.236]

Процесс модифицирования чугуна магнием сопровождается понижением температуры металла (на 80—90 °С) вследствие затраты большого количества теплоты на плавление и испарение магния, поэтому температура чугуна при выпуске из печи должна быть 1420—1450 С. Для плавки чугуна применяют водоохлаждаемые вагранки с основ- [c.161]

Значения удельной энергии, требуемой для нагревания, плавления и испарения наиболее часто употребляемых на практике материалов, приводятся в табл. 11. Для испарения металлов тре- [c.107]

Уровни энергии, требуемые для нагревания, плавления и испарения различных металлов от 25° С [177] [c.107]

При воздействии лазерного излучения на металл возможны два механизма резки плавлением и испарением. Последний механизм требует больших затрат энергии. Поэтому на практике резку производят плавлением. Чтобы расплавленный металл не заполнял образующийся канал реза за счет действия капиллярных сил и поверхностного натяжения, в зону резки подают струю газа. Это может быть инертный газ, но чаще применяют воздух и даже кислород. Такой процесс называют газолазерной резкой. Струя газа, проникая в полость образующегося реза, выдувает из него жидкий металл. Кроме того, при резке сталей с использованием воздуха или кислорода металл окисляется, выделяется дополнительная теплота, процесс резки ускоряется. [c.314]

Молекулярные кристаллы имеют низкие температуры плавления и испарения, поскольку энергия связи невелика. Они — диэлектрики, так как построены из электрически нейтральных атомов (молекул), и в отличие от металлов прозрачны для электромагнитного излучения. Малая энергия связи определяет также низкий модуль упругости кристаллов и небольшие коэффициенты теплового расширения. Механические характеристики их низки. [c.17]

Обработка материалов с помощью лазеров вылилась в последнее время в мощное направление, которое получило название лазерной технологии. Вот что говорит об этом направлении академик Н. Г. Басов Лазерный луч — это уникальный тепловой источник, способный нагреть облучаемый участок детали до высоких температур за столь малое время, в течение которого тепло не успевает растрескаться . Нагреваемый участок может быть при этом размягчен, рекристаллизован, расплавлен, наконец, его можно испарить. Дозируя тепловые нагрузки путем регулирования мощности и продолжительности лазерного облучения, можно обеспечить практически любой температурный режим и реализовать различные виды термообработки. Лазерный нагрев используется для поверхностной закалки и легирования металлов, для плавления при сварке, для плавления и испарения с выбросом паров при резке и сверлении [13]. [c.64]

Процесс образования металлических структур из свободных атомов обычно рассматривают как результат взаимодействия газа из почти свободных валентных электронов с атомными остовами. Электронный газ стягивает положительно заряженные атомные остовы в ту или иную структуру. Образование предельно вырожденного электронного газа путем отрыва валентных электронов от свободных атомов требует больших энергий, равных сумме потенциалов ионизации. Энергии ионизации электронов возрастают от 4—5 эВ для щелочных металлов до 200—270 эВ для хрома, молибдена, вольфрама. Они в десятки раз превышают энергию испарения металлов (в 4,5—5 раз для щелочных металлов и в 10—65 раз для металлов II—VI групп). В связи с этим необходим энергетический анализ и сопоставление теплот испарения, плавления и превращения металлов с энергией образования электронного газа. [c.48]

Для молекулярной связи типа Ван-дер-Ваальса, существующей, например, в жидких и твердых инертных газах, наблюдаются аналогичные линейные зависимости между температурами и теплотами кипения и плавления. Энтропии плавления и испарения в этом случае несколько иные, чем у металлов ] [c.50]

Значения плотности мощности, рекомендуемые для поверхностной обработки, ограничиваются пороговым уровнем Е, с превышением которого начинается активное плавление и испарение материала. Ориентировочные значения пороговой плотности мощности для ряда металлов при лазерном облучении их на воздухе представлены в табл. 30. [c.565]

С повышением температуры скорость реакции взаимодействия хлора с металлами возрастает постепенно до так называемой критической температуры, определяемой химическим составом материала. При температурах выше критической разрушение металлов протекает с очень большой скоростью, что связано в основном с плавлением и испарением образующейся в процессе коррозии защитной пленки из хлоридов. [c.8]

К контактам-прерывателям предъявляют следующие требования высокая тепло- и электропроводность, малое переходное (контактное) сопротивление, механическая и химическая стойкость при повышенных температурах, термостойкость, незначительная электроэрозия, малая склонность к свариванию. В связи с этим существенное значение имеют такие физические константы материалов, как температура плавления и испарения, упругость паров, теплота сублимации и др. Подыскать такие металлы или сплавы, которые удовлетворяли бы всем перечисленным требованиям, невозможно. По многим характеристикам подходят вольфрам и молибден, но они имеют низкую тепло- и электропроводность и высокое контактное сопротивление. Самые же теплопроводные и электропроводные металлы (серебро, медь) не отличаются ни тугоплавкостью, ни [c.351]

Рнс.9.1. Схема, поясняющая принципы динамической генерации плазмы граница максимальных сжатий вещества — кривая холодного сжатия (Г—О К) К — критическая точка кружки— исходные состояния среды Я , Я —кривые сжатия цезия и инертных газов падающими и отраженными (Я , Я ) ударными волнами Я , Я -сжатие сплошных и пористых металлов ударными волнами 5 —кривая адиабатического сжатия цезия 5 -адиабаты разгрузки ударно-сжатых металлов. Двухфазные области при плавлении и испарении заштрихованы. [c.339]

Измерения ударной сжимаемости дают сведения об уравнении состояния вещества в области высоких давлений и температур, в то время как область пониженных плотностей, где происходит плавление и испарение большинства металлов, оказывается недоступной. С применением стандартной техники теплофизических измерений при нормальном давлении и температуре до 2500 °К для большого количества веществ получены сведения о теплоемкости, изотермической и адиабатической сжимаемости, температуре плавления и скачках энтропии и плотности при плавлении. До давлений 5 Ша к настоящему времени определены кривые плавления металлов, а до 30 ГПа —их изотермическая сжимаемость. [c.359]

Скорости испарения (кг м сек), температуры плавления и испарения в вакууме металлов, применяемых при получении пленок методом вакуумного испарения [c.43]

Физические и электрические свойства сварочной дуги. Для возникновения электрического разряда газовый промежуток между электродами должен быть ионизирован. Процесс ионизации протекает в следующем порядке. При соприкосновении торца электрода и свариваемого изделия выступы шероховатых поверхностей мгновенно разогреваются током до температуры плавления и испарения вследствие большого омического сопротивления контакта. После отрыва электрода от изделия разогретый торец электрода (отрицательный.полюс) начинает испускать электроны, устремляющиеся к аноду под действием разности потенциалов между электродами. При столкновении с электродными частицами металлов которые в виде паров имеются в межэлектродном промежутке, электроны ионизируют их. Ионизация мгновенно охватывает весь межэлектродный промежуток, и он становится электропроводным. В процессе горения дуги ионизация поддерживается благодаря высокой температуре. [c.49]

Распределение энергии по активным пятнам дуги. Как показывает опыт, мощность, передаваемая активным пятнам дуги и расходуемая на нагрев, плавление и испарение электродов, распределена по площади пятен неравномерно. Максимальна она в центральных зонах пятен и уменьшается к краям. Кроме того, электроды-пластины, которыми чаще всего служат свариваемые изделия, получают от дуги часть мощности излучения и газовых потоков столба теми точками, которые расположены за пределами активных пятен. Пятна, в свою очередь, перемещаются (блуждают) по поверхностям электродов. Все это приводит к увеличению ширины и уменьшению глубины проплавления металла, что снижает эффективность дуги в сварочном процессе. [c.41]

Электроэрозиоиная обработка. В ее основе лежит использование явления электрической эрозии, т. е. разрушения электродов при прохождении между ними импульса электрического тока. Непосредственной причиной съема металла электрическим разрядом является местный нагрев поверхности электрода, плавление и испарение металла при этом. [c.142]

Электроэрозионные методы основаны на использовании явления электрической эрозии — направленного локального раз-рупюния электропроводягцих материалов в результате теплового действия импульсных электрических разрядов между электродом-инструментом и электродом-заготовкой. Из этих методов (см. рис. 11.1) наиболее широкое развитие получила электроисковая обработка, открытая советскими учеными Б. Р. и Н. И. Лазаренко в 1943 г. Электрод-инструмент 1 (рис. 11.2) и обрабатываемая заготовка 2 погружены в рабочую жидкость и соединены с генератором электрических импульсов 3. Все процессы, вызывающие обработку, протекают в межэлектродном промежутке (МЭП)А. При подводе к электродам электрического импульса наибольшая электрическая напряженность будет между наиболее близкими микровыступами происходит пробой промежутка, возникают проводимость и импульсный разряд, сопровождающийся очень высокой температурой (до 10 С), вызывающей плавление и испарение металлов. Количество теплоты, выделяющейся на электродах, неодинаково и зависит от их полярности и энергии импульсов. Заготовку 2 соединяют с тем полюсом, на котором выделяется большая доля теплоты. В процессе обработки электрод-инструмент 1 перемещается [c.207]

При размерной обработке луч действует в течение времени, необходимого для плавления и испарения металла, и не действует во время выброса эгого металла из лунки. Регулированием скважности цикла (от 0,1 до 1.0) в импульсном режиме можно в опреде.пенных пределах управлять процессом формообразования и качеством поверхностного слоя. [c.222]

Происходит интенсивное плавление и испарение металла в зоне 5, носящее характер взрыва. Мельчайшие частицы металла S с силой выбрасываются из зоны разряда. Чтобы выбрасываемые расплавленные частицы металла не попадали на катод-инстру-люнт, не налипали на него и тем самым не искажали его рабочий профиль, процесс ведется в среде токонепроводящей жидкости 1, чаще всего в керосиновой ванне. В этом случае выбрасываемые частицы металла мгновенно охлаждаются и в впде застывших капелек опускаются на дно ванны. [c.456]

Точные значения энергии гибридизованных связей в настоящее время вычислить не удалось. Однако порядок этих величин можно оценить по теплоте плавления и испарения металлов. При наличии у переходных металлов в твердом состоянии гибридизованных ковалентных связей в процессе плавления, вероятно, не происходит полного разупорядочения, а по аналогии с силикатами у них нарушается только дальний порядок. При этом должны быть разорваны связи, ответственные за создание определенного типа кристаллической решетки. Однако, в связи с тем что при предпла- [c.20]

Элвктроэрозионный износ электродов. Одним из решающих факторов, определяющих стойкость электродов при длительной работе электроимпульсных установок, является электроэрозионный износ. Имеется большое количество работ, посвященных электроэрозионным процессам в связи с широким его внедрением в металлообрабатывающую промышленность. Сложность протекающих процессов, экспериментальные трудности являются причиной большого разнообразия точек зрения на природу и механизм данного явления. Большинство исследователей придерживаются электротермической (тепловой) природы электрической эрозии. Величина эрозионного износа зависит от числа импульсов и их параметров, от химического состава материала электродов и межэлектродной среды, от длины рабочего промежутка и т.д. Все материалы при электроискровой обработке по своей эрозионной устойчивости образуют определенный ряд, связанный с тепловыми константами металла (температурой плавления, скрытой теплотой плавления и испарения, теплопроводностью и теплоемкостью) /111,112/. Предложено /113/ эрозионную стойкость металла оценивать из выражения [c.168]

Б этом случае используют статистич. методы. Л. и. элементов силовой оптики из металлов также ограничивается присутствием ПН, инициирующих локальное плавление и испарение поверхности. С наличием неоднородности часто связано возбуждение поверхностных электромагнитных воли и локализовапных [c.616]

Псевдосплавы W—Си и W—Ag применяют в ракетной технике и электротехнике. Из них изготавливают сопловые вкладьш1и ракетных двигателей, работающих на твердом топливе, и ряд других деталей, эксплуатируемых в условиях воздействия мощных тепловых потоков. Плавление и испарение сравнительно легкоплавкой меди сопровождается значительным поглощением тепла, предупреждающим перегрев тугоплавкого вольфрамового каркаса. Пока в порах содержится жидкий металл, температура псевдосплава не может подняться выше его температуры кипения независимо от величины теплового потока, действующего на материал. [c.593]

Для чистых жидких металлов особо интересны пять термодинамических свойств удельная теплоемкость, давление пара, сжимаемость, энтальпия плавления и испарения. Для жидких сплавов следует добавить изменения, происходящие в термодинамических параметрах после смешения, — в свободной энергии, энтропии, энтальпии, объеме и других свойствах расплавов. Последние данные можно получить двумя путями, названными здесь прямым и косвенным методом. Первым методом можно проверить, каким образом термодинамические свойства жидкой смеси изменяются в зависимости от состава и температуры для отдельной системы или группы подобных систем. Этим лутем можно получить некоторые сведения о структуре отдельных жидкостей обычно при рассмотрении совместно с другим данными. Вторым методом можно исследовать, каким образом изменяются термодинамические величины для большого числа систем всех типов с изменением растворенного вещества и растворителя при постоянном составе и температуре, а также попытаться объяснить их изменения при варьировании в размере атомов, фактора электроотрицательности, других параметров. Основные термодинамические принципы являются общими для обоих методов и здесь лишь затронуты слегка. Более детально о них можно прочесть во многих работах на эту тему [101, 102]. [c.33]

Аналогично изменяется коэффициент сжимаемости (рис. 18). От калия, рубидия, цезия (I гр.) он резко падает к скандию, иттрию, лантану (III гр.) и далее продолжает понижаться к хрому (VI гр.), рутению и осмию (VIII гр.), а затем постепенно увеличивается к меди, серебру, золоту (I гр.) и цинку, кадмию, ртути (II гр.). В ряду Зс -металлов наблюдается резкий пик на одновалентном марганце и площадка для железа, кобальта и никеля. Чем сильнее металлическая связь, т. е. чем выше температуры и теплоты плавления и испарения и чем короче эти металлические связи, т. е, чем меньше межатомные расстояния и атомные диаметры, тем ниже коэффициент термического расширения (рис. 17) и тем меньше сжимаемость (рис. 18). [c.45]

Из-за высокого коэффициента отражения металлов в диапазоне ИК-волн для плавления и испарения их с помощью ИК-лазера требуется большое количество тепловой энергии, и поэтому образуется довольно большая зона термического влияния. Расплав должен удаляться струями газа, а это делает невозможным использование прецизионной микрообработки. С другой стороны, высокая плотность пиковой мощности излучения (10 -10 Вт/см ), генерируемая короткими импульсами ЛПМ на поверхности материала, приводит к удалению образовавшихся паров и жидкости в результате микровзрывов. Зона термического влияния может быть на порядок меньше, чем у других лазеров [233]. Эксимерные УФ-лазеры могут образовывать меньшую зону термического влияния, чем ЛПМ, однако ЛПМ обрабатывает материал гораздо быстрее, так как плотность мощности его и, следовательно, поверхностная температура мишени гораздо выше. Применение ЛПМ также более эффективно и в тех случаях, когда необходимо сделать надрезы глубже 0,5 мм [240, 245. [c.236]

Для получения особо чистых материалов и в других специальных технологиях применяют высокочастотные плазменные установки (рис. 3.4, б)-Электронно-лучевые печи (ЭЛП) применяют для плавления, термической обработки и испарения металлов. В ЭЛП плавят тугоплавкие металлы (вольфрам, молибден, тантал, ниобий), металлы, имеющие высокую химическую активность (цирконий, гафний, титан), высоколегированные стали, медь, никель и др. ЭЛП позволяют переплавлять металлическую шихту любого вида (стружку, гра-нулят, скрап). [c.151]

Как и у ионных кристаллов, величина /реш уменьшается с увеличением параметра решетки значения а и % при этом увеличиваются. Произведения /реш на а и % имеют приблизительно постоянные значения, так как при изменении параметра решетки значения /реш, с одной стороны, и а или х — с другой, изменяются в противоположном направлении. Температура плавления Гпл так же, как и энтальпия плавления и испарения Япл и Яисп, находятся в закономерной связи с энергией решетки. Однако такие явные зависимости существуют не у всех металлов. [c.86]

При относительно небольшой энергии в импульсе излучении ее хватает лишь па нагревание поверхности, плавление и испарение твердого тела. Образованные пары практически нейтральны ). При этом плазма может образовыпаться лишь за счет взаимодействия излучения с парами. Из данных, приведенных в лекциях 19 и 20, легко оценить значение иптенсивности излучения, при которой реализуется такой режим испарепия. Для большинства металлов и наносекундной длительности импульса излучения такой режим реализуется при < 10 Вт/см [1, 2]. [c.248]

Для возникновения электрического разряда газовый промежуток между электродами должен быть ионизирован. Процесс ионизации при сварке возникает следующим образом. Сварщик касается торцом электрода свариваемого изделия. Это соприкосновение происходит между отдельными выступами. Вследствие большого омического сопротивления контакта соприкасающиеся выступы мгновенно разогреваются током до температуры плавления и испарения. После отрыва электрода от изделия разогретый торец катода (отрицательный полюс) начинает испускать электроны, устремляющиеся под действием разности потенциалов между электводами к аноду. При столкновении с элементарными частицами металлов, которые [c.221]

Высокая концентращ1я энергии лазерного луча позволяет использовать его для резки различных материалов, в том числе неметаллических. Лазером можно разрезать металлы, стекло, керамику, алмазы. При воздействии лазерного луча происходят плавление и испарение материала из зоны реза. Резы получаются узкими и весьма точными. Прп резке используют лазеры непрерывного действия. [c.433]

Тепловые процессы в электродах. Электрическая дуга в условиях электроимпульсной обработки является высококонцентрированным преобразователем электрической энергии в тепловую. Действительно, объемная концентрация мощности в этом преобразователе достигает 300 квт1мм , а энергия — до 30 ООО дж/мм . Так как в основе процесса съема лежат тепловые воздействия на обрабатываемую заготовку, следует ожидать, что скорость съема металла с нее и эрозионная стойкость инструмента (или, другими словами, интенсивность полезного съема металла с одного электрода и вредного — с другого), характер механизма эвакуации, удельный расход энергии и выходные технологические характеристики зависят от теплофизических параметров процесса (теплопроводности, теплоемкости, температуры и теплоты плавления и испарения, удельного веса и удельного электросопротивления материалов электродов, вида среды, в которой размещены электроды, и ее физико-механических характеристик), а также от продолжительности, амплитуды, скважности и частоты импульсов, зазора между электродами, условий эвакуации продуктов эрозии и ряда других факторов. [c.43]

Вредные вещества (газы, пары, аэрозоль) при сварке выделяются в результате физико-химических процессов, возникающих при плавлении и испарении свариваемого металла, компонентов покрытий электродов и сварочных флюсов, а также за счет рекомбинацин газов под действием высокой температуры источников сварочного тепла. [c.758]

Современные электронно-лучевые пушки позволяют достичь очень высокой плотности мощности и температуры, достаточной для плавления и испарения самых тугоплавких и труднолетучих материалов. Но опыт показал, что для каждого металла и конкретных условий испарения существует предельно допустимая плотность мощности и соответственно температура испарения. При очень большой удельной мощности нарушается равномерность испарения с поверхности, появляются пузыри пара и возникает разбрызгивание. Из-за ионизации паров металла образуются области с большим пространственным зарядом, нарушающие работу пушки.. При слишком высокой температуре в пятие давление паров металла настолько возрастает, что металл вытесняется в стороны, и луч может проникать до основания тигля, разрушая его. [c.246]

При лазерном излучении плотностью мощности выше критической осуществляется нагрев материала со скорюстью, значительно превышающей скорость отвода теплоты за счет теплопроводности. При этом происходят процессы локального плавления и испарения материала. Вследствие этого формируется углубление на поверхности, которое при достаточной мощности источника развивается по глубине, что приводит к образованию канала, заполненного парами материалов и окруженного жид- сим металлом. Давление паров материала оказывается достаточным для поддержания канала, и полость канала не заполняется жидким металлом под действием гидростатического давления и сил поверхностного натяжения. [c.423]

X. — серовато-белый блестящий металл, кристаллич. решетка кубич. объемиоцептрированная, а = 2,8846 А (20°, все темп-ры в °С). Атомный радиус 1,27 А, ионный радиус (А) Сг 0,83, 13+ 0,64, Сг + 0,35. Плотность 7,19 г/e.vr (20°). [ л 1903°, 2469°. Теплоты плавления и испарения (ккал1моль) 3,300 и 93,7. Упругость насыщенного пара р мм рт. ст.) при абс. (Т") темп-ре твердого X. Igp = 4,36192 — 19723,497 - — 0,00055955Г -f [c.380]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...