Водород —- Растворимость в металла

Водород — Растворимость в металла. [c.535]

С м я л о в с и й М. Существует ли количественная зависимость между перенапряжением водорода и его растворимостью в металле. — Бюлл. ПАН, отд. 3, 1956, т. 4, с. 43—46. [c.384]

Ниже приводятся данные, относящиеся к поведению различных промышленных цветных металлов и сплавов в водороде. Показана растворимость в них водорода, диффузия водорода через эти сплавы, а также влияние содержания водорода или режима газонасыщения на механические свойства цветных металлов и сплавов. [c.408]

Способность водорода к накапливанию в металле приводит к тому, что количество водорода, которое способна удерживать сталь, может намного превосходить его предельную растворимость. [c.22]

Одним из наиболее часто встречающихся дефектов при сварке алюминия является пористость шва. В настоящее время считают, что основной причиной образования пористости при сварке алюминия является водород, растворимый в расплавленном и практически не растворимый в затвердевшем алюминии. При автоматической сварке алюминия с флюсом АН-А1 поры располагаются в металле шва на расстоянии 1—3 мм от линии сплавления. Внутри металла шва поры наблюдаются реже. Расплавленный алюминий способен поглощать влагу. В результате диссоциации воды выделяется водород, который остается в металле шва, где скорость кристаллизации велика. При относительно медленной кристаллизации металла шва водород успевает выделиться из него, и пор не образуется. Отсюда следует, что одним из способов предотвращения пористости при автоматической сварке алюминия является правильный выбор скорости сварки. [c.92]

Поры в наплавленном металле представляют собой округлые пустоты, расположенные отдельными группами или цепочками внутри металла и на его поверхности. Возникают поры в процессе первичной кристаллизации. Вопрос о допустимости пор в наплавленном металле решают конкретно в каждом отдельном случае, в зависимости от условий работы изделия, хотя поры при наплавке всегда нежелательны. Поры — это пузырьки водорода, азота, углекислого газа или пара, не успевшие выделиться до кристаллизации наплавленного металла. Образование пор, вызванных водородом и азотом, обусловлено резким уменьшением их растворимости в металле при его кристаллизации. [c.46]

Рис. 1.23. Изменение растворимости водорода и азота в металлах при различных температурах

Недостатком водорода как раскислителя является его высокая растворимость в металлах, которая может привести к образованию пор и трещин. [c.255]

Методы снижения р сводятся к уменьшению содержания воды в сварочных материалах (флюсах, электродах с покрытиями), удалению ржавчины и влаги со свариваемых изделий, а также связыванию водорода в термические стойкие соединения, растворимые в металле (например, НР). [c.326]

Основной причиной образования рыбьей чешуи является отрыв эмали от металла под давлением молекулярного водорода. При высоких температурах сталь поглощает водород, который растворяется в металле в атомарной форме. Растворимость водорода зависит от структуры стали. Известно, что -железо поглощает меньше водорода, чем у-железо. Играют роль и примеси, присутствующие в стали. Например, примеси серы, фосфора, кремния, мышьяка, образующих гидриды с водородом, способствуют поглощению водорода сталью. При понижении температуры до комнатной растворимость водорода падает в 10 раз. Водород выделяется и скапливается в виде газа в местах дефектов структуры стали, на границе между металлом и эмалью. Создается давление, доходящее до 110 атм, которое и приводит к отрыву эмали от отдельных участков поверхности (вблизи дефектов металла, в местах ослабленного сцепления грунта с металлом). В сочетании с напряжениями в эмалевом слое, возникающими за счет различия коэффициентов расширения металла и эмали, давление водорода приводит к отколам эмали различной глубины и формы. Чем больше на- [c.264]

Водород поглощается сталью н атомарном состоянии. При охлаждении сплава растворимость водорода уменьшается, и в молекулярной форме он накапливается с микропорах под высоким давлением, Таким образом, водород может стать причиной образования внутренних надрывов в металле (флокенов). [c.14]

Растворимость водорода в металлах этого типа подчиняется закону распределения [c.344]

Рис. 9.30. Изобары растворимости водорода в металлах

В виду того что для металлов, не образующих гидриды, А//>0, д пкт/дТ > и растворимость водорода в металлах увеличивается с повышением температуры и особенно резко меняется при фазовых превращениях. [c.345]

Так, изменение растворимости водорода в металлах при температуре плавления или кристаллизации, отнесенное к растворимости водорода в твердом состоянии, может характеризовать склонность металла к порообразованию [c.345]

Таблица 9.4. Изменение растворимости водорода в металлах при кристаллизации

Растворимость водорода в металлах [4S, 57, 771 — см. также рис. 128-—130. [c.255]

Для получения плотных швов необходимо устранить водород, способствующий образованию пор. При сварке высоколегированных сталей (нержавеющих) основными источниками водорода служат электродные покрытия, защитный газ, краски, масла и другие загрязнения. Поэтому электроды непосредственно перед сваркой следует прокалить, тщательно осущить защитный газ, сварку фтористо-кальциевыми электродами вести на постоянном токе обратной полярности. Это позволит резко уменьшить опасность образования пор в металле шва. При сварке в аргоне некоторых аустенитных сталей поры появляются на границе сплавления. В этом случае к аргону добавляют 2—5% кислорода, который образует с водородом не растворимый в металле гидроокисел. [c.172]

Барий Ва (Barium). Серебристо-белый металл. Распространенность в земной коре 0,05%. = 704= С, = 1540° С плотность 3,5. Непосредственно соединяется с кислородом, водородом, серой, азотом. Бурно реагирует с водой, выделяя водород энергично взаимодействует с кислотами. С кислородом образует окись бария ВаО и перекись бария BaOa- Окись бария дает с водой сильное основание Ва(0Н)2. Перекись бария применяется как исходный продукт для получения перекиси водорода. Все растворимые в воде соли бария чрезвычайно ядовиты. Нерастворимый в воде сернокислый барий используется в промышленности как наполнитель и утяжелитель при производстве бумаги, для приготовления минеральных красок. Металлический барий входит в состав сплавов, обладающих высокой эмиссионной способностью. [c.373]

Поведение газов и неметаллических включений при выплавке и разливке нержавеющей стали принципиальным образом зависит от особенностей принятой технологии (метода выплавки, агрегата и т. д.). Как известно, в общем случае растворимость газа (водорода и азота) в металле может быть представлена уравнением Н. М. Чуйко [57] [c.86]

Иной точки зрения по этому вопросу придерживаются В. И. Ла-комский и Г. М. Григоренко [7]. Они считают, что при дуговой сварке следует различать два типа поглощения газов металла из атмосферы дуги химическое и электрическое, причем электрическое поглощение превалирует над химическим. Металл анода поглощает газ химически. Содержание в нем газов определяется стандартной растворимостью, температурой металла и парциальным давлением газа в газовой фазе. Металл катода поглощает газ электрически. Концентрация газов в металле катода зависит от катодного падения напряжения, сварочного тока, парциального давления газа в атмосфере дуги и температуры металла. Повышение содержания азота в сварном шве, пй мнению указанных исследователей, объясняется электрическим поглощением таза и малой по сравнению с водородом скоростью диффузии в металле. [c.89]

Ко второму классу относятся совершенно не растворимые в металле составляющие, которые находятся в виде разбросанных частиц. Такой тип структуры вызывает коррозию. Более электроположитель. ные примеси, в особенности имеющие низкое значение перенапряжения водорода, наиболее легко вызывают коррозию металла. [c.20]

Титан и его сплавы легко окисляются на воздухе. При нагреве под пайку на поверхности образуется весьма стойкий окисел Т10г (рутил), препятствующий прочному сцеплению паяного шва с основным металлом. Особенно сильно окисляется поверхность титана при нагреве выше 650—700° С. В связи с большой растворимостью кислорода и азота в титане на его поверхности при нагреве на воздухе образуется малопластичный слой твердого раствора а — Т1 (альфированный слой), а при нагреве до температур >900°С образуются нитриды с азотом воздуха. Водород, мало растворимый в а — Т1, образует в а-сплавах гидрид Т1Н, вызывающий их охрупчивание. В (а Ч- р)-титановых сплавах водород растворим в большей степени и ускоряет их эвтектоидный распад. [c.338]

При ручной сварке неплавящимся электродом, плазменной сварке и резке применяется аргон — инертный газ, не способный к химическим реакциям и практически не растворимый в металлах негорючий и невзрыво-оиасный. Он не образует взрывчатых смесей с воздухом. Будучи тяжелее воздуха, аргон обеспечивает хорошую защиту сварочной ванны. Аргон перевозят в цельнотянутых баллонах при давлении 15 МПа. Баллон содержит около 6 м газообразного аргона, окрашен в серый цвет и имеет в верхней части черную надпись Аргон чистый . Используется также аргон в смеси с водородом и азотом. Смесь из 90 % аргона и 10 % водорода употребляется при сварке тонкого металла, обеспечивая увеличение скорости сварки, уменьшение зоны термического влияния, количества выгораемых легирующих элементов и остаточных деформаций. Смесь аргона с [c.73]

На сплошность эмалевого покрытия и образование в нем дефектов (пузырей, отколов и т. п.) влияет также выделение из стали других газов, в частности водорода, вследствие понижения его растворимости в металле при понижении температуры. Исследования состава газов, выделяющихся в зоне контакта эмаль— сталь, позволили установить, что в начальный период обжига эмалевого покрытия они состоят преимущественно из СО и СО2 (76,7%), а в завершающей стадии обжига, в основном из водорода (74,3%). В газе, выделяющемся при возникновении мелких ногтевидных отколов эмали после затвердевания покрытия (дефект рыбья чешуя ), обнаруживали 85—99% Н. Азота в составе выделяющихся газов не обнаруживали. Очевидно, вследствие сравнительно большого атомного радиуса диффузия азота внутри стали и его выделение затруднены даже при достаточно высоких температурах. [c.93]

Магний и магниевые сплавы способны в больших количествах поглощать водород. Доказано, что его растворимость в металле увеличивается с повышением температуры. У расплава, содержащего водород в количестве, близком к насыщению, с понижением температуры газ может выделяться. Выделение газа будет происходить только в случае, когда охлаждение идет медленно. Г азовыделение при низких температурах приводит к образованию пористости и существенному снижению механических свойств. При этом особенно заметно снижаются характеристики пластичности, удлинение )И сужение площади, что в конечном итоге весьма резко понижает способность сплава к пластической деформации. Пластичность сплава особенно заметно снижается, когда содержание водорода достигает 16—18 сл1 Ю0 г и более, когда оно поднимается выше предела насыщения твердого раствора в равновесном состоянии [56]. [c.196]

В процессе растворения в металлах первой группы молекулярный водород вначале адсорбируется на поверхности, затем диссоциирует и в атомарном (или ионизированном) состоянии диффундирует внутрь металла. При некоторых технологических операциях, например при электролизе, ионизированный водород непосредственно диффундирует в металл. Растворимость водорода в металлах этой группы прямо пропорциональна квадратному корню из парциального давления водорода. Растворение водорода в металлах этой группы происходит эндотермически, с поглощением тепла, и растворимость водорода с повышением температуры увеличивается. [c.6]

Ограничение насыщения ванны азотом достигается качественной защитой зоны сварки от соприкосновения с воздухом. Уменьшение содержания водорода в ванне может быть обеспечено за счет устранения или ограничения причин, вызывающих насыщение водородом влаги покрытия или флюса, ржавчины на свариваемых кромках, атмосферной влаги, органических загрязнений свариваемых поверхностей, огранических компонентов электродных покрытий, а также путем связывания водорода в химически прочные при высокой температуре, не растворимые в металле соединения. [c.487]

Одной из причин образования пор в наружном шве следует считать наличие поверхностных окислов на свариваемых кромках — окалины и ржавчины, и недостаточную длительность протекания металлургических процессов в сварочной ванне, обусловленных вынужденным уменьшением режима по току и, таким образом, уменьшением времени пребывания расплавленного металла в сварочной ванне во избежание прожога подварочного слоя шва. Ржавчина, как известно, под влиянием тепла дуги превращается в окалину с выделением паров воды. Окалина, в свою очередь взаимодействуя с жидким металлом, вызывает повышенное содержание закиси железа в системе шлак — металл, которое тормозит восстановление кремния и марганца. При достаточном количестве окалины на отдельных участках стыка это способствует интенсификации реакции окисления углерода [С]+[01 = = С0 в кристаллизирующейся части ванны. Выделяющаяся при этом окись углерода, не растворимая в металле, служит причиной образования пор. Пары воды также взаимодействуют с жидким металлом, что приводит вначале к поглощению водорода в высокотемпературной части сварочной ванны, а затем к его выделению из кристаллизирующегося металла шва в виде молекул, не растворимых в металле. Последнее обусловливает образование пор в шве с развитием их до сквозных свищей. [c.108]

При сварке чугуна происходит интенсивное газовы-деление из сварочной ванны, которое может привести к образованию газовых пор в наплавленном металле. Поры в основном представляют собой неуспевшие выделиться до затвердевания металла пузырьки водорода, азота, водяного пара и окиси углерода. Газы в сварочную ванну попадают из пламени, окружающей атмосферы и образуются в результате реакций, происходящих в жидком металле. Механизм образования пор, вызванных присутствием водорода и азота, связан с изменением их растворимости в металле при изменении его температуры. В расплавленном состоянии металл сварочной ванны может растворить значительное количество водорода и азота. По мере остывания металла растворимость газов снижается, резкое скачкообразное снижение растворимости отмечается и в момент кристаллизации. Образующиеся при этом газовые пузырьки могут полностью выйти на поверхность сварочной ванны [c.15]

Как известно [99], из находящихся в атмосфере дуги газов наиболБшей растворимостью в металле обладают азот и водород. Кислород присутствует в стали в основном в виде оксидных включений, и лишь ничтожная его часть находится в растворенном состоянии. Поэтому ограничимся рассмотрением особенностей кинетики перехода из атмосферы в металл и обратно лишь для азота и водорода. [c.72]

В металле сварочной ванны всегда имеется некоторое количество растворенного водорода, попадающего в ванну из влаги, ржавчины и других загрязнений. Наибольшей растворимостью водород обладает в жидком металле. При затвердевании металла растворимость водорода резко снижается, но его растворимость в твердом металле зависит от температуры и структурного состояния. От этих факторов зависит и дпффузиоппая способность (проницаемость) водорода (табл. 62). [c.247]

Причиной газовой пористости в сварных швах алюминия является водород. Источник водорода — влага воздуха, которая сильно адсорбируется пленкой оксида на поверхности заготовки и сварочной проволоке. Газовая пористость обусловлена с одной стороны насыщением расплавленного металла большим количеством водорода, с другой — малой его растворимостью в твердом состоянии. Для предупреждения пористости необходима тщательная механическая очистка свариваемой поверхности заготовок и сварочной проволоки или химическая очистка (например, раствором NaOH). При этом с пленкой оксида удаляется скопившаяся на ней влага. [c.236]

Высокая чувствительность к вредному влиянию водорода. Расплавленная медь хорощо растворяет водород и при наличии в ней закиси меди СпаО подвержена водородной болезни . Сущность водородной болезни состоит в том, что водород, легко проникающий в расплавленную медь, реагирует с кислородом закиси меди с образованием водяных паров по реакции СпаО -Ь На ->-Си -f Н О. Водяные пары в данных условиях создают в затвердевшем металле больщое давление и вызывают появление волосяных трещин, которые могут привести к разрушению изделия. Кроме того, водород вызывает пористость сварных соединений в связи с различной растворимостью в расплавленной и твердой меди и образованием водяных паров. [c.136]

В процессе окислительной плавки (в атмосфере воздуха) эти элементы всегда обого-щаются кислородом [О] в растворенном виде в металле. Металлы VA подгруппы (V, Nb, Та) способны растворять кислород, водород, азот, углерод значительно в больших количествах, чем металлы Сг, Мо, W подгруппы VIA. Растворимость кислорода [О] в молибдене и ниобии приведена на рис. 131, 132. Так, [c.274]

Экранирующий эффект покрытий связан в основном с их водородо-проницаемостью, зависящей от природы металла, его пористости и особенностей технологических условий нанесения. Поэтому водопроницаемость — один из основных критериев при выборе материала покрытий для защиты стали в наводороживающих средах, которая зависит от растворимости водорода в металле и диффузии его через покрытие. [c.63]

Проявление блистеринга зависит от скорости накопления внедренных частиц (водород, гелий) в приповерхностном слое, которая определяется соотношением плотности потока бомбардирующих частиц и диффузионного потока из материала в вакуумную камеру. Коэффициенты диффузии и растворимости гелия в металлах чрезвычайно малы, значительно меньше, чем соответствующие коэффициенты для водорода. Поэтому металлы более подвержены гелиевому блистерингу, чем водородному. Силикатные материалы и покрытия, в особенности имеющие стекловидную фазу с высоким содержанием окислов-стеклообразователей, заметно проницаемы для гелия, причем коэффициент проницаемости экспоненциально растет с ростом температуры. [c.196]

Диффузия и растворимость водорода в силикатных покрытиях на 2—3 порядка ниже, чем в металлах. Поэтому для подавления блистеринга при одновременном воздействии Не" и покрытия должны иметь гетерогенную структуру из взаимопроникающих каркасов (фаз), один из которых хорошо проводит водород (например, на основе титана), а другой — гелий (силикатный). Толщина прослоек должна быть порядка длины пробега частиц в материале. Дополнительные возможности открывают покрытия с микропористой структурой и микрошероховатым поверхностным слоем, в котором создаются условия для стока газов по малоскач-ковому механизму диффузии. На рисунке (г) приведена микрофотография такого покрытия с высококремнеземистым рыхлым поверхностным слоем. После облучения Не+ эрозия на нем визуально не обнаружена. [c.197]

В рассматриваемых реакциях вследствие пирогидролиза хлористого титана происходит образование соляной кислоты, которая поддерживает в активном состоянии поверхность титана в местах разрушения окисной пленки, способствует процессам локального растворения и насыщения металла водородом. Чем больше химическая гетерогенность металла, тем более интенсивно протекают процессы локального растворения и тем активнее происходит насыщение металла водородом. При этом следует иметь в виду, что склонность к водородной хрупкости при нагружении металла в области температур 250—500°С существенно отличается от хрупкости при 20°С. При температурах горячесолёвого растрескивания выделения гидридов, по-видимому, не происходит из-за очень высокой растворимости водорода в металле, и сами гидриды не могут проявить хрупкость при данных температурах. Водородная хрупкость в этом интервале температур возможна лишь при сравнительно высоких концентрациях водорода как обратимая водородная хрупкость, связанная с повышенной концентрацией водорода на границах зерен. Эта концентрация способствует возникновению локального вязкого течения и соответственно охрупчиванию металла. [c.77]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...