Физико-химические и металлургические процессы

Закономерности формирования химического состава металла шва изложены в разд. III Физико-химические и металлургические процессы при сварке . Материал первых двух разделов дает описание тех физических и температурных условий, которые создаются над поверхностью металла и в самом металле в процессе сварки. В этом плане материал первых двух разделов представляет собой как бы описание того физического фона, от которого зависит протекание реакций, переход различных легирующих элементов в металл шва или их удаление и окисление. Вопросы защиты металла шва и массообмена на границе металл— шлак и металл — газ — центральные в разд. III. Эти процессы предопределяют химический состав металла шва, а следовательно, во многом и его механические свойства. Однако формирование свойств сварного шва, а тем более сварного соединения, определяется не только химическим составом металла. Характер кристаллизации шва во многом влияет на его свойства. Свойства околошовной зоны и в определенной мере металла шва существенно зависят от температурного и термомеханического циклов, которые сопровождают процесс сварки. Для многих легированных сталей и сплавов эта фаза формирования сварного соединения предопределяет их механические свойства. Процесс сварки может создавать в металле такие скорости нагрева и охлаждения металла вследствие передачи теплоты по механизму теплопроводности, которые часто невозможно организовать при термической обработке путем поверхностной теплопередачи. Образование сварного соединения сопровождается пластическими деформациями металла и возникновением собственных напряжений, которые также влияют на свойства соединений. Эти вопросы рассматриваются в IV, заключительном разделе учебника — Термодеформационные процессы и превращения в металлах при сварке . [c.6]

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ СВАРКЕ [c.250]

Предварительный подогрев способствует уменьшению скорости охлаждения и, в ряде случаев, уменьшению напряжений, вызванных структурными превращениями. Кроме того, предварительный подогрев дает возможность управлять физико-химическими и металлургическими процессами, протекающими во время резки, и, в частности, изменять концентрацию углерода и легирующих элементов в литом участке ЗТВ., [c.50]

Неправильный режим нагрева и охлаждения изделия в процессе сварки плавлением может стать причиной появления таких серьезных дефектов сварки, как трещины, непровары, подрезы и др. Тепловое состояние металла, шлака и других компонентов, взаимодействующих в процессе образования сварного соединения, в значительной мере обусловливает характер, направление н скорость протекания всех физико-химических и металлургических процессов. Величина и характер деформаций и напряжений, возникающих в конструкциях при сварке, зависят, главным образом, от цикла нагрева и охлаждения изделия, от характера температурных полей. Особенностями распределения тепла, скоростями отвода тепла и охлаждения места сварки определяется структура металла шва и различных участков основного металла, прилегающих к шву. Наконец, с тепловыми процессами непосредственно связаны такие важнейшие характеристики сварки, как скорость нагрева металла, скорость расплавления, производительность сварки и ее техникоэкономическая эффективность. [c.95]

В четвертом издании (третье —в 1979 г.) описаны технология и оборудование основных производств черной и цветной металлургии. Приведены физико-химические основы металлургических процессов, технико-экономические показатели производства. [c.8]

Обеспеченность объединенных курсов учебной литературой недостаточна, и коллектив авторов взял на себя задачу создать учебник, удовлетворяющий курсу Металлургия черных и цветных металлов , для специальности 0405-физико-химические исследования металлургических процессов . [c.9]

Процесс кислородной резки протекает в условиях быстро меняющейся температуры. Тепловые процессы оказывают непосредственное влияние на физико-химические и металлургические явления, происходящие в разрезе, а также на структурные и фазовые превращения в металле поверхности реза. [c.17]

Аргоно-дуговая сварка, как и сварка под флюсом, может производиться как автоматами, так и полуавтоматами, использоваться для постановки точек специальными инструментами-пистолетами и др. В связи с применением алюминиевых сплавов для изготовления судовых конструкций, строительных резервуаров, химической аппаратуры и т. д. значение аргоно-дуговой сварки в промышленности будет неизменно повышаться. Перед сварщиками стоят задачи создания технологии, обеспечивающей получение швов без кристаллизационных трещин и пор, хорошего внешнего вида при сварке в разных пространственных положениях. Для развития этого способа необходимо изучение физико-технологических основ металлургических процессов сварки в аргоне разных металлов и рациональных технологических способов подготовки изделий под сварку, а также обеспечение специализированной автоматической аппаратурой для выполнения соединений различных типовых элементов конструкций. [c.117]

Гидравлика литниковых систем и ее особенности. Заполнение литейной формы жидким металлом сопровождается тепловыми и физико-химическими процессами, протекающими как в жидком металле, так и на его границе с окружающей средой и формой. Степень влияния этих процессов на гидравлику литниковых систем зависит от физико-химических свойств заливаемого сплава и материала литейной формы. Чем несовершеннее литниковая система в гидравлическом отношении, тем разнообразнее возникающие в отливке дефекты металлургического происхождения, а также дефекты, которые являются результатом термического, физико-химического и механического взаимодействий металла с окружающей средой и формой. Поэтому при рассмотрении процесса заполнения литейной формы и проектировании литниковой системы к чисто гидравлическим вопросам добавляются вопросы, относящиеся не непосредственно к литниковой гидравлике, а к проблеме получения качественной отливки. [c.46]

Проектирование сварных конструкций из теплоустойчивых легированных сталей должно производиться с учетом физико-химических и технологических свойств применяемых сталей и металлургических особенностей процесса их аварки. Поэтому создание надежных технологических сварных конструкций возможно только в результате совместной творческой работы конструкторов, сварщиков и металлургов. [c.27]

Кроме самого общего, термодинамического, возможны и другие определения сварки, например сварка как технологический процесс создания сварных конструкций или как металлургический процесс и т. д. Однако именно энергия и пути ее преобразования — доминирующие факторы, определяющие характер процесса сварки как физико-химического явления. [c.18]

В большой научной статье Восстановление и окисление металлов , опубликованной впервые в 1926 г. ученый на основе глубокого анализа материалов производственной практики, собственных экспериментальных данных и данных других исследователей развивает теорию окислительных и восстановительных процессов, установив при этом физико-химические особенности превращения одних окислов железа i другие. Эта и иные работы Байкова пмеют огромное практическое значение. Они помогли выяснить сложные процессы, происходящие в металлургических агрегатах, и разработать условия для их оптимального протекания. [c.176]

Для многих деталей машин и инженерных конструкций, которые имеют различные поверхностные трещиноподобные дефекты металлургического, технологического или эксплуатационного происхождения, стадия зарождения усталостной трещины может не лимитировать общую длительность процесса разрушения и в этом случае долговечность изделия будет определяться временем роста микротрещины до критических размеров. Изучение закономерности роста усталостных трещин с учетом влияния различных физико-химических факторов позволяет более глубоко понять механизм усталостного разрушения и вскрыть процессы, не выделяемые при испытании гладких образцов. Применение образцов с заранее выведенной трещиной ужесточает условия испытания и позволяет обнаружить влияние даже очень слабо-активных сред. Количественные данные о влиянии коррозионных сред на скорость роста усталостных трещин могут быть использованы для расчетов изделий с трещинами. [c.86]

Меченые атомы и соединения позволяют судить о поведении элементов в самых различных процессах. Радиоактивные изотопы могут быть использованы для контроля износа деталей машин и режущего инструмента, для исследования движения газов и шихтовых материалов, для оценки износа футеровки металлургических печей, для выяснения распределения серы и фосфора в сплавах, для разработки оптимальных режимов перемешивания сплавов и т, д. Меченые атомы используются для определения физико химических характеристик металлов и сплавов — упругости пара, коэффициентов диффузии и самодиффузии, диффузии металлов в окисные пленки, взаимной растворимости металлов и др. [c.429]

Особо важное значение для развития горнозаводского дела в России имели труды гениального ученого М- В. Ломоносова. Его труд Первые основания металлургии или рудных дел , изданный в 1763 г., был первым учебником по металлургии на русском языке. В разделе металлургий М. В. Ломоносов привел описание физико-химических свойств главнейших металлов, изложил теорию вопросов окисления и восстановления, дал описание металлургических процессов получения из руд золота, серебра, меди и свинца. [c.11]

Все многообразие важнейших для металлургических процессов физико-химических свойств шлаков является функцией их состава и температуры и определяется их, строением в расплавленном состоянии. [c.82]

Следовательно, с помощью сварочных материалов реализуется процесс сварки и осуществляется сложная физико-химическая обработка расплавленных электродного и основного металлов, производимая в газовой и шлаковой фазах и завершающаяся в сварочной ванне, что приводит к образованию шва нужного химического состава с требуемыми свойствами. Такую обработку обычно называют металлургической. [c.22]

Значительное различие физико-химических свойств алюминиевых и магниевых сплавов, их металлургическая несовместимость уже в процессе производства многослойного полуфабриката приводят к образованию и росту хрупких интерметаллидных соединений, отрицательно влияющих на качество полуфабриката, - вплоть до самопроизвольного разрушения. Это явление может быть исключено путем введения технологических прослоек. Например, введение прослойки технического алюминия со стороны алюминиевого сплава и технического титана со стороны магниевого сплава. [c.513]

Металлургическая технология относится к высокотемпературным химическим процессам и заключается в многоступенчатом преобразовании исходных шихтовых материалов с определенным химическим составом в готовую продукцию — разнообразные виды сталей, чугу-нов и специальных сплавов с заданными содержанием контролируемых элементов и комплексом свойств при этом уровень потребительских свойств черных металлов зависит от физико-химических характеристик основы (для чугуна и стали — железа, для специальных сплавов — никеля и кобальта) и входящих в их состав элементов, способствующих получению более высоких показателей качества (легирующие элементы) или оказывающих на них отрицательное влияние (вредные примеси). [c.6]

По своей природе пайка — процесс соединения материалов в твердом состоянии с применением нагрева с целью образования между паяемыми материалами жидкой прослойки, которая после затвердевания скрепляет -их. Как физико-химический процесс пайка отличается особой многогранностью и охватывает собой широкий круг явлений, протекающих в твердой, жидкой и газовой фазах окисление и восстановление, флюсование, смачивание и капиллярное течение, адсорбцию, растворение и диффузию, плавление и кристаллизацию и др. Поэтому проблемы пайки разрабатываются на основе металловедения, теории металлургических процессов, физической химии, термодинамики, учения о прочности и др. [c.6]

Благодаря высокой концентрации энергии лазерного излучения в процессе сварки обеспечиваются малый объем расплавленного металла, незначительные размеры околощовной зоны (ОШЗ) термического. влияния, высокие скорости нагрева и охлаждения металла шва и ОШЗ. Эти особенности теплового воздействия предопределяют минимальные деформации сварных конструкций, специфику физико-химических и металлургических процессов в деталях при лазерной сварке, высокую технологическую прочность и характерные свойства полученных сварных соединений. [c.421]

Развитие металлургии, как и всего народного хозяхь ства Советского Союза, основывается на широком использовании достижений науки, которая все н большей степени становится одной из производительных сил общества. В советской металлургической промышленности широко применяются механизация и автоматизация ироизводствеи-ных процессов. Огромное внимание уделяется разработке новых металлических сплавов и повышению качества выплавляемых металлов. Глубокое изучение физико-химических основ металлургического процесса позволило нашим ученым и инженерам достичь больших успехов в интенсификации производства, нарастить мощности металлургических агрегатов. [c.215]

Вторая проблема — оптимизация физико-химических и металлургических условий, обеспечивающих наивысшее качество обработки материалов. Процессы газопламенной обработки представляют собой далеко не простые объекты для физического моделирования и построения математических моделей. В настоящее время сделаны лишь первые шаги по разработке физических и газогидродинамических моделей некоторых процессов, например кислородной и плазменно-дуговой резки, напыления материалов на поверхности изделий и т. д. В будущем должны быть созданы замкнутые системы управления и контроля за ходом физикохимических реакций, тепловых процессов и т. д. при сварке, резке и напылении материалов. В этих системах необходимо предусмотреть устройства для сбора и обработки информации о данном технологическом процессе, а также оптимизации выдаваемых управляющих воздействий на параметры процесса, получаемых с помощью электронно-вычислительных систем. Проблема, безусловно, весьма сложная, но решение ее будет, несомненно, способствовать дальнейшему прогрессу газопламенной техники. [c.250]

Труды другого видного советского металлурга ав ад. Михаила Михайловича Карнаухова (1892—1955) были посвящены изучению физико-химических основ сталеплавильных процессов. Ученый активно участвовал в ( озда-нии металлургической промышленности СССР, работая над проектами новых заводов. Много лет он вел педагогическую работу в Ленинградском политехническом институте и других вузах. Его многотомный труд Металлургия стали , вышедший почти четыре десятилетия тому назад, явился важнейшим учебным пособием для ряда поколений советских металлургов. [c.218]

Важность проблемы создания и применения Н0 вых химически стойких металлических материалов в различных отраслях. нашей промышленности, особенно в химическом машиностроении, подчеркнута в Программе КПСС. За последние два десятилетия в связи с интенсификацией и разработкой новых технологических процессов, протекающих в агрессивных средах при высоких температурах и давлениях, значительно возрос интерес к использованию новых конструкционных материалов на основе тугоплавких и редких металлов, таких как титан, ниобий, ванадий, молибден. Эти металлы и их сплавы обладают весьма ценными физико-химическими и механическими свойствами, а по коррозионной стойкости во многих случаях значительно превосходят сплавы на основе железа и цветных металлов, которые являются до настоящего времени основными конструкционными материалами в химическом аппарато-строении. По сырьевьгм ресурсам и возможностям металлургической иромышленности такие металлы, как титан и ниобий (а также и другие из числа тугоплавких), могли бы уже сейчас широко использоваться в химическом машиностроении. Однако их внедрение в эту отрасль промышленности идет сравнительно медленно. Одна из причин отставания — отсутствие необходимых сведений о свойствах этих металлов и их сплавов, в особенности об их химической стойкости и характере поведения в различных агрессивных средах. [c.65]

Физико-металлургические процессы, протекающие при сварке (па торце электрода, в дуге, ванне), должны обеспечить металл шва такого химического состава, при котором были бы получены необходимые его свойства отсутствие дефектов (трещин, пор и др.), равнопрочность с основным (свариваемым) металлолт и другие свойства, определяемые условиями его работы. Этого можно достичь легированием металла Н1ва присадочным металлом, покрьпием, флюсом либо применением особых методов защиты зоны сварки (защитных газов, вакуума) при сварке без добавочных материалов. [c.83]

Следовательно, при сварке осуществляется сложная физи-ко-химическая обработка электродного и основного металла, нронсходян ая в газовой и нглаковой фазах и завершаюгцаяся в сварочной ванне, что приводит к образованию шва нужного состава с требуемыми свойствами эту обработку обычно называют металлургическими или физико-металлургическими процессами сварки. [c.84]

Физико-химические свойства шлаков. В процессе плавки в электропечах образуются побочные продукты продукты окисления или угар химических элементов (т.е. образуются неметаллические включения вследствие раскисления сплава) кремнезем, глинозем, оксид магния и др. (поступают с металлической шихтой). В комплексе эти побочные продукты представляют собой расплавленнЕяй металлургический шлак. [c.277]

Влияние параметров технологического процесса на износо< стойкость поверхностей. Показатели качества изготовления изделий, как следствия принятого технологического процесса, оказывают непосредственное влияние на такое основное эксплуатационное свойство, как износостойкость поверхности. Во-первых, как это было показано выше, на износостойкость влияют химический состав, структура и механические характеристики материалов (см. гл. 5, п. 2 и п. 5), которые зависят от металлургических или других процессов получения материалов, от термических и термохимических видов обработки поверхностей. Во-вторых, износостойкость зависит от геометрических и физико-химических параметра поверхностного Слоя (см. гл. 2, п. 2). При этом отклонения формы деталей увеличивают период макроприработки (см. гл. 8, п. 3), а шероховатость поверхности влияет на период микропри-райотки, поскольку в процессе нормального изнашивания устана-вливаетря оптимальная шероховатость, соответствующая данным условиям работы сопряжения (см. рис. 74). [c.437]

Теорема о системе размерных и физико-механических параметров технической поверхности. Если при фиксированных материале детали, металлургических условиях его изготовления, тепловой обработке и абсолютных размерах конструкции состояние системы S геометрических и физико-механических параметров технической поверхности в их взаимосвязи и взаимодействии в каждый данный момент характеризуется целостностью, определенностью геометрической формы поверхности при снятии внешней нагрузки и переход системы из состояния i в состояние i - - 1 заключается в. изменении указанного ее свойства, причем комбинации уровней параметров определяют состояние системы S, имеющей множество Е возможных состояний и F — функция распределения в , а для каждого промежутка времени от момента S до i > S существует линейный и унитарный оператор H t (Е) = = Fj, при помощи которого, зная функцию распределения F в момент времени s, можно определить функцию распределения F, для момента t, а оператор (F) удовлетворяет при любых S < и < t уравнению = H tHsay то изменение качества технической поверхности протекает по схеме марковского процесса. Любое последующее состояние системы и в том числе нарушение целостности поверхности вследствие усталостного разрушения или износа или изменение ее формы по причине пластических деформаций, ведущее к изменению контактной жесткости, зависит от того состояния, в котором она пребывает, и не зависит от того, каким образом она пришла в данное состояние. Отсюда следует, что качество поверхности в рассматриваемом смысле инвариантно по отношению к технологическим операциям обработки. Роль технологической наследственности состоит в определенном вкладе в данное состояние системы предшествующих операций, но не в специфичности признаков самих этих операций (кинематика, динамика, тепловое и физико-химическое воздействие и т. п.). [c.181]

Металлургия, как отрасль промышленности, относится к категории сложных производств. При осуществлении металлургических процессов перерабатываемые материалы претерпевают многочисленные физико-химические превращения (разложение неустойчивых соединений, химические взаимодействия, плавление, растворение, возгонка и др.). Без знания основных законов физики и химии невозможно грамотно управлять металлургическим процессом и совершенствовать металлургическое производство. По этой причине металлургия, как отрасль промышленности и как наука, тесно связана с физикой, химией н особенно с физнчес- [c.9]

Совершенствование существующих и создание новых технологий и аппаратов, максимально удовлетворяющих требованиям современности, возможно лишь при условии глубокого понимания структуры металлургического процесса и возможностей управлёния скоростями их протекания. Любой металлургический процесс представляет собой сложный комплекс последовательно и одновременно протекающих физико-химических превращений и взаимодействий — элементарных стадий. [c.66]

Почти все технологические процессы получения цветных металлов характеризуются образованием пыли, уносимой технологическими и вентиляционными газами. Количество образующейся пыли (пылевыиос) зависит от вида металлургического процесса, нитеисивности его проведения, количества и скорости движения газов, физико-химических свойств перерабатываемого сырья и ряда других факторов. Так, при обжиге медиых концентратов в кипящем слое выиос пыли составляет ие меиее 25-35 %. [c.105]

Металлургическое производство - это область науки, техники и отрасль промышленности, охватывающая различные процессы получения металлов из руд или других материалов, а также процессы, способствующие улучшению свойств металлов и сплавов. Введение в расплав в определенных количествах легирующих элементов позволяет изменять состав и структуру сплавов, улучшать их механические свойства, получать заданные физико-химические свойства. Оно включает шахты и карьеры по добыче руд и каменных углей горно-обогатительные комбинаты, где обогащают руды, подготавливая их к плавке коксохимические заводы, где осуществляют подготовку углей, их коксование и извлечение из них полезнь[х химических продуктов энергетические цехи для получения сжатого воздуха (для дутья доменных печей), кислорода, очистки металлургических газов доменные цехи для выплавки чугуна и ферросплавов или цехи для производства железорудных металлизованных окатышей заводы для производства ферросплавов сталеплавильные цехи (конвертерные, мартеновские, электросталеплавильные) для производства стали прокатные цехи, в которых слитки стали перерабатывают в сортовой прокат балки, рельсы, прутки, проволоку, лист. [c.25]

Промежуточная разливка. За последние годы в металлургической промышленности для повышения качества металла используется непрерывная разливка стали в сочетании с промежуточной разливкой. Это позволяет более эффективно управлять физико-химическими процессами в расплавах. Зекели и Эль-Каддах [341] провели компьютерное моделирование трехмерного турбулентного течения, с помощью которого удалось дать математическое описание тепловых й жидкостных потоков при промежуточной разливке, а также определить параметры турбулизации. Они использовали водяную модель и разливочное устройство прямоугольной формы, в которое вливалась жидкая сталь через погруженную насадку-питатель (рис. 137). Поток стали непрерывно выливался из разливочного устройства, обеспечивая условия стационарного течения. Данные расчета трехмерного поля скоростей представлены в виде диаграммы в плоскостях ху (рис. 138) и zy на разных расстояниях z или х от дна модели соответственно. [c.221]

Огнеупорные материалы используются не только в качестве строительного материала для иечей, но и в физико-химических процессах, протекающих в металлургических агрегатах, и часто предопределяют вид процесса плавки металла. [c.13]

Вопрос об определении остаточных напряжений, возникающих в ходе металлургического и технологического процессов, очень сложен, так как для его решения требуются теоретические исследования происходящих при этом физико-химических процессов. Перспективные исследования в этом направлении были начаты Я. С. Подстригачом (1964 и сл.). Эксплуа- [c.460]

Физико-химические процессы, протекающие при обжиге доломита. При обжиге доломита должно произойти спекание продукта, необходимое, чтобы сообщить последнему шлакоустойчивость, малую гидратируемость и др. В металлургическом доломите после пребывания его на воздухе в течение того или иного времени свободная известь гидратируется и материал рассыпается. Материал, обожженный до полного спекания, остается прочным в течение 2—3 месяцев. [c.347]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...