Железо Поверхностние натяжение

В расплавах, содержащих катионы группы железа, поверхностное натяжение незначительно падает в направлении уменьшения радиуса катионов, т. е. в ряду [c.28]

Таблица 14.13. Влияние кислорода и углерода на поверхностное натяжение железа [8]

Описаны методы и аппаратура для изучения поверхностного натяжения п испарения металлических расплавов. Рассмотрены корреляции поверхностного-натяжения металлов с их объемными свойствами. Изложены результаты изучения плотности и поверхностного натяжения расплавов многочисленных бинарных металлических систем, рассматривается аппроксимация изотерм поверхностного натяжения различными уравнениями. Представлены данные экспериментальных ис--следований термодинамических свойств жидких бинарных сплавов железа и кобальта с оловом и золотом, никеля с оловом, золотом, германием, индием и медью, серебра с редкоземельными металлами (Еа, Се, Рг, N3, d) и иттрием. Освещена.. [c.247]

В процессе роста осадка металла важно учитывать свободную поверхностную энергию (поверхностное натяжение) на границах частица — электролит, частица — покрытие, покрытие — электролит. Среднее значение поверхностного натяжения на границе с жидкостями для твердых тел составляет 800—1000 мН/м. Удельная поверхностная энергия различных кристаллографических граней растущего осадка серебра колеблется в пределах 540—700 мН/м. Для расплавленных металлов эта энергия изменяется от 440 (для свинца) до 1100—1200 мН/м (для меди, золота, железа), а для слюды она значительно выше — 4000 мН/м. [c.77]

Исследование раскислительной способности углерода в вакууме показало, что достаточно выдерживать металл при давлениях порядка нескольких сотен ньютонов на квадратный метр (мм рт. ст.), при этом раскислительная способность углерода в железе меньше зависит от давления над металлом, чем в железохромоникелевых сплавах. Снижение поверхностного натяжения в жидких сплавах по сравнению с чистым железом обусловливает меньшее значение упругости СО в образующемся пузыре. Важную роль играют обменные реакции металла с футеровкой тигля. Если взаимодействие кислорода и оксид-НЫ.Х включений с углеродом ведет к очищению металла от кислорода, то при реакциях с футеровкой кислород переходит в металл. Практически в первые 20—30 мин плавки в печи емкостью 10 кг скорость первого процесса наибольшая и при этом содержание кислорода в металле достигает минимального значения, а затем либо не изменяется, либо чаще всего возрастает. [c.205]

В целом ингибирующее действие азотсодержащих соединений с функциональными группами —NHs, = NH, = N или = NR+, NR в случае коррозии железа, цинка, никеля в серной кислоте хорошо коррелирует с их способностью понижать поверхностное натяжение на ртути при этом среднее значение константы А примерно одинаково для этих металлов. Подобная корреляция наблюдается и при ингибировании коррозии некоторых металлов ионами галоидов, [c.22]

Чистое золото смачивается ртутью лучше, чем золото, содержащее примеси серебра и, особенно, примеси железа и цветных металлов. Объясняется это тем, что примеси, содержащиеся в золоте, образуют оксидную пленку на его поверхности, которая и вызывает ухудшение смачиваемости. При появлении оксидной пленки на поверхности золота увеличивается поверхностное натяжение на границе золото — ртуть и уменьшается на границе золото — вода, что, как видно из выражения (37), увеличивает краевой угол смачивания. Именно поэтому ртуть не смачивает неблагородные металлы, так как они всегда покрыты оксидной пленкой. Однако свежеобразованная, не успевшая окислиться поверхность этих металлов, смачивается ртутью так же хорошо, как и чистое золото. Если, например, разломать пластинку цинка, погруженную в ртуть, то поверхность излома сразу же смачивается ртутью. [c.59]

Давление зависит от поверхностного натяжения железа и радиуса пузырька СО. [c.329]

С увеличением степени переохлаждения поверхностное натяжение изменяется незначительно, а АОу быстро повышается, а следовательно, критический размер зародыша убывает и появляется больше зародышей, способных к росту. В этом легко убедиться, если подсчитать критический размер зародыша, например железа, при разных степенях переохлаждения, например ATi = 10К и ДГ2 = 100 К. Зная удельную скрытую теплоту плавления железа Q = 1,5 10 Дж/см и температуру его плавления (кристаллизации) Тк = 1812 К, по формуле (3.2) определяем AGv при ATi = 10 К AGy = 1,5 10 10/1812 = 8,278 Дж/смЗ. Подставляя полученное значение AGy и значение а (для железа оно равно 204 10 Дж/ м ) в формулу (3.4), находим [c.71]

В капиллярный канал максимальных термометров второго типа закладывают миниатюрный ползунок, обычно удерживающийся в канале специальной пружинкой благодаря трению. При соприкосновении мениска с ползунком поверхностное натяжение (архимедова сила практически не играет роли) способствует выталкиванию ползунка из ртути. При снижении мениска ползунок остается в наивысшей точке, указывая, таким образом, максимальную температуру, измеренную термометром. Ползунок изготовляют из железа, стекла или иного материала, не поддающегося амальгамированию. Для обоих типов в качестве термометрической жидкости применяется ртуть. [c.92]

К сплавам системы Sn—Те проявляется особый интерес в довольно обширном исследовании по разбавленным сплавам, на основе олова и висмута [456, 499, 500]. Эти сплавы имеют первоначально положительные температурные коэффициенты поверхностного натяжения, которые становятся отрицательными (как у кадмия, висмута, ртути и, возможно, меди) при более высокой температуре. Как и в чистых металлах, это явление, воз- можно, вызываемое загрязнениями используемых материалов, остается необъясненным. Исследовались также разбавленные растворы примесей" в железе [511—516]. [c.153]

На практике можно наблюдать повышенную шероховатость кромок при кислородной резке среднелегированных сталей, которые за счет легирующих элементов имеют более высокий коэффициент поверхностного натяжения по сравнению с мягкими сталями. Например, коэффициент поверхностного натяжения железа составляет 1,22 Н/м, титана—1,51 Н/м, молибдена — 2,25 Н/м, вольфрама — 2,68 Н/м [77]. Соприкосновение жидкого металла с газами и шлаками может изменить его поверхностное натяжение. Например, кислород заметно снижает поверхностное натяжение стали. Так, коэффициент поверхностного натяжения шлака равен 0,3—0,4 Н/м. Поверхностное натяжение снижается также при повышении температуры жидкого металла. [c.88]

Капельные жидкости практически не оказывают заметного сопротивления растягивающим усилиям. Силы сцепления, существующие между молекулами этих жидкостей, проявляются только на их поверхности в виде так называемых сил поверхностного натяжения, где и обнаруживается известная сопротивляемость жидкости разрыву. Эти объясняется, например, существование тонкой пленки мыльного пузыря, образование капли, удерживаемой от падения и т. д. Силы сопротивления разрыву у жидкости ничтожно малы. Так, для разрыва воды достаточна сила, примерно в десять миллионов раз меньшая силы, необходимой для разрыва стали (железа). Поэтому при решении [c.6]

В настоящее время существует мало сведений относительно реальных значений поверхностных натяжений Отт и Отж, известные данные большей частью объясняют случаи, когда невозможно проникновение жидкой фазы между границами зерен твердой. Например, известно, что жидкий свинец при определенных температурах не образует сплошной жидкой пленки по границам зерен меди, а собирается в виде объемов, поверхности которых ограничены двугранными углами, равными 1,047 рад (60°), а внутри зерен имеет форму шаров [284]. Жидкая медь также не проникает в виде сплошной пленки между границами зерен чистого железа (у). [c.28]

Поверхностное натяжение железа, меди и латуни на границе с собственным паром и с жидкими металлами [c.81]

Эти свойства зависят от поверхностного натяжения и вязкости расплава грунта и определяются его составом. На свойства расплава также оказывает влияние растворение в нем окислов железа в процессе обжига на стали. [c.124]

Для усиления сцепления грунтов с металлом в состав шихты часто вводят 0,5—2% окислов марганца, а также нитраты и нитриты щелочных металлов. Эти вещества способствуют окислению поверхности стали под слоем грунта во время обжига покрытия, значительно улучшая прочность сцепления [3, стр. 358]. Предложено использовать в качестве активатора сцепления железный кек [170], основными составляющими которого являются окислы железа, меди, кобальта, никеля, натрия и кремния. Резкое повышение прочности грунтового покрытия при этом достигается за счет окиси железа, повышающей термодинамическую активность окислов кобальта и никеля и благоприятно влияющей на формирование грунтового покрытия [171]. Соединения серы и окись хрома, содержащиеся в железном кеке, понижают поверхностное натяжение и улучшают смачивающую способность грунта. Введение железного кека в шихту грунта позволяет полностью исключить из ее состава добавку окислов кобальта и никеля без снижения прочности сцепления грунтового покрытия с металлом. [c.125]

Если поверхностное натяжение и вязкость расплава велики, поверхность металла долго остается оголенной, в связи с чем в местах прорыва газов интенсивно окисляется металл. При дальнейшем повышении температуры и понижении вязкости покрытия места прорыва заливаются грунтом, но вследствие пересыщения окислами железа в этих местах появляются прогары, поры и другие дефекты. [c.188]

Работами Азарова и некоторых других исследователей установлено, что к характерным особенностям безборных грунтов относятся их малая по сравнению с борными грунтами степень изменения вязкости при нагреве, большое поверхностное натяжение и слабая способность растворять окислы железа. Установлено, что даже в тех случаях, когда температуры начала размягчения борных и безборных грунтов совпадают, температура конца оплавления у безборных грунтов всегда выше, чем у борных. Кроме того, при растворении окислов железа в борных грунтах вязкость расплава понижается, что способствует наряду с низким поверхностным натяжением быстрому удалению из расплава образующихся газов и хорошему растеканию грунта по поверхности металла. При растворении окислов железа в безборных грунтах вязкость последних повышается. Поэтому выход газов из безборного расплава затрудняется, что приводит к укрупнению [c.189]

В таком поверхностном слое, связанном с промежуточной фазой, атомы твердого тела находятся в возбужденном состоянии так как даже в отсутствие внешних механических воздействий на межфазные поверхностные слои влияет поверхностное натяже ние. Однако вследствие симметрии поверхностного слоя обобщен ное уравнение Ван-дер-Ваальса, описывающее гетерогенное равно весие, не содержит членов, характеризующих поверхностный слой и, следовательно, можно использовать выводы теории гетероген ных систем, полученные без учета поверхностного натяжения Растворение металлов в электролитах вполне соответствует мо дельной схеме Гуггенгейма, поскольку, например, растворение железа проходит через стадию образования промежуточных гидро-закисных соединений железа, с которыми твердая фаза находится [c.23]

В то же время, для некоторых классов органических соединений (например, серусодержащих), не обнаружено связи между понижением ими поверхностного натяжения на ртутп и защитными свойствами по отношению к железу, т, е. адсорбция этих соединений зависит не только от свойств адсорбирующихся частиц, но и от химической природы металла. Было установлено также, что серусо-держащие соединения на железе хемосорбируются. Таким образом, для химически адсорбирующихся ингибиторов перенос данных электрокапиллярных измерений на ртути на реально корродирующие металлы затруднителен. Причины различий в адсорбционном поведении некоторых ингибиторов на ртути и на корродирующих металлах рассмотрены в [19]. По мнению А. Н. Фрумкина, перенос данных, полученных на ртути, на другие металлы должен осуществляться с большей осторожностью. [c.23]

Самофлюсующиеся порошки получили наибольшее распространение в практике восстановительно-упрочняющих технологий. Особое преимущество материалов этого класса состоит в том, что качественное оплавление покрытия происходит без применения дополнительных флюсов или защитных сред. Химический состав сплавов обеспечивает пониженную температуру плавления, расплав хорошо смачивает наплавляемую поверхность, удаляет оксидные пленки, частично растворяет подложку, что в конечном итоге приводит к формированию высококачественного покрытия с минимальной пористостью, высокой прочностью сцепления с основой и ровной, гладкой поверхностью. Основными элементами, обеспечивающими самофлюсование сплава, являются бор и кремний. Эти элементы имеют высокое сродство к кислороду. При взаимодействии с оксидами они ведут себя как энергичные восстановители, образуя В2О3 и SiOj в виде стекловидного шлака на поверхности, защищая таким образом металл от окисления. Помимо флюсования бор и кремний улучшают жидкотекучесть и уменьшают поверхностное натяжение расплава. В настоящее время выпускают самофлюсующиеся порошки на основе кобальта, никеля и железа. Есть сведения о самофлюсующихся порошках на основе меди. [c.195]

В интенсивно перемешиваемой электромагнитными силами ванне металла при науглероживании заметный градиент концентраций компонентов существует только в областях, непосредственно примыкающих к поверхности раздела науглероживатель — металл. Сера является поверхностно-активным элементом и сильно снижает поверхностное натяжение жидкого железа. Поэтому повышение содержания серы в поверхностном слое расплава является самопроизвольно протекающим процессом, уменьшающим общий изобарный потенциал системы. Положительная адсорбция серы жидкой сталью зависит, таким образом, от состава расплава, свойств науглеро-живателя и присутствия в нем других поверхностно-активных компонентов. Углерод, кислород, кремний, алюминий — поверхностно-активные вещества. Они образуют в жидком железе соединения, более устойчивые, чем сульфиды железа. При этом переход серы в металл уменьшается. Совместное действие углерода, кислорода, кремния и алюминия может быть значительным. Теоретически при содержании 4% углерода в чугуне равновесное содержание серы должно быть всего лишь 0,0024% [92]. Расхождение результатов, полученных на практике, с расчетными в сторону увеличения содержания серы объясняется сложным взаимодействием элементов при многокомпонентности расплава. [c.91]

Мессбауэровский спектр приведен на рис. 27. Видно, что вместо обычных шести линий ферромагнитного расщепления он состоит из двенадцати линий, т. е. представляет собой наложение двух шестипиковых спектров (таким образом, атомы Fe по границам никелевых зерен занимают два существенно различных типа мест). Анализ показал, что один из них соответствует образованию по границам никелевых зерен областей почти чистого железа (5г70% Fe). Такая сегрегация не может быть термодинамически равновесной, поскольку железо увеличивает поверхностное натяжение границ зерен никеля. Однако она может возникать как кинетический эффект, аналогичный преимущественному диффузионному проникновению железа вдоль границ никелевых зерен [99]. После отжигй при 1350° С в течение 3 ч области почти чистого железа рассасывались (спектр состоял из обычных шести пиков железа в никеле). [c.77]

Величину поверхностного натяжения на границе кристаллов можно изменять добавками небольших количеств примесей — поверхностно активных веществ. Последние, уменьшая а, концентрируются на поверхностях раздела — горофильные примеси. Например, бор концентрируется на границах зерен железа и уменьшает а. К поверхностно активным веществам относят щелочные и щелочноземельные металлы. [c.175]

Атомы, находящиеся на поверхности кристалла, остаются неуравновешенными со стороны внутренних атомов его кристаллической решетки. Силы атомной связи стремятся втянуть атомы, находящиеся на поверхности, внутрь, это и проявляется в поверхностном натяжении, величина которого определяется коэффициектом, равным избыточной поверхностной энергии, отнесенной к единице поверхности центра кристаллизации. О величине коэффициента поверхностного натяжения металлов с газом судят по теплоте испарения, или плавления, или аллотропического превращения, которые тем выше, чем выше силы атомной связи. Например, для железа этот коэффициент 1200, для цинка — 650. з/сл( , коэффициент поверхностного натяжения кристаллов с расплавом в несколько раз ниже, чем с газовой средой, и тем ниже, -чем плотнее укладка атомов на их поверхности. [c.40]

При исследовании изломов железа или стали электролитическое отделение отпечатка можно проводить в электролите, состоящем из 95% уксусной кислоты и 5% хлорной либо из 10%-ного спиртового раствора соляной кислоты. В последнем случае напряжение на ванне составляет примерно 40 в при плотности тока 1 а/см . Незадолго перед тем, как угольные пленки начнут отделяться от образца, его осторожно вынимают из электролита, прополаскивают в чистом спирте и затем быстро переносят в дистиллированную воду. Благодаря большому различию в поверхностном натяжении воды и спирта пленка отрывается от поверхности излома и всплывает на поверхность воды. После этого отпечаток промывают в 35%-ном водном растворе соляной кислоты, в дистиллированной воде и после этого просушивают. [c.143]

Рис. 34. Зависимости логарифмов коэффициентов торможения у коррозии железа (а), степеней защиты Z цинка (б) и декрементов поверхностного натяжения ртутного электрода (в) в 1 н. H2SO4 при 20° С, содержащей производные пиридина, от суммарной величины констант Гаммета ЕоГ для соответствующих заместителей

Величина Ож.г, по-видимому, является одной из причин того, что СаО и АЬОз отсасываются в виде силикатных расплавов в наиболее далекие от рабочей поверх1ности слои динаса, тогда как окислы железа скопляются в рабочей толще динаса. Первые расплавы, согласно ранее приведенному, должны иметь большее поверхностное натяжение, чем железистые расплавы, что в соответствии с изложенным должио обеспечивать более быстрое всасывание расплавов, образуемых СаО и АЬОз с кремнеземом. Непосредственные измерения вж.г расплавов в системе FeO — СаО — ЗЮг показывают, что в области кислых расплавов увеличение ЗЮг снижает Ож.г, а замена FeO на СаО увеличивает ж.г [133]. [c.384]

Способносгь динаса оттягиваться в сосули при перегреве обусловливается, его химическим составом, вязкостью и поверхностным натяжением образующегося при перегреве расплава и структурой [182]. В связи с этим непосредственное значение для способности динаса оттягиваться имеют химический состав сырья и добавок и количество последних, зерновой состав масс, а также химическая и структурная однородность динаса [73]. Поглощение динасом в процессе службы окислов железа снижает его способность оттягиваться при перегреве [183]. В табл. 196 приведены свойства промышленного динаса. [c.397]

Хорошо известное проникновение жидкой фазы между границами зерен при пайке армко-железа и стали латунью должно быть связано с изменением поверхностного натяжения ( fFe, латунь < сгре. Си) В контакте между твердой и жидкой фазами. [c.28]

Это связано с тем, что вблизи вершин трещин или надрезов напряженное состояние близко к равномерному трехосному растяжению. Хрупкое разрушение в обычных ковких металлах всегда сопровождается небольшой пластической деформацией в тонком слое у поверхности разрушения. Поэтому упругая энергия тела при разрушении подобных материалов идет не только на образование поверхностной энергии, но и на работу, затрачиваемую на образование пластических деформаций в приповерхностном слое трещины. По оценкам Орована, например, для железа последняя величина больше в 10 раз величины энергии поверхностного натяжения, и последней можно пренебречь. Для высокоуглеродистой стали обе величины сравнимы. [c.382]

Безборные силикатные расплавы оказывают более заметное окислительное действие на сталь и тем самым вызывают интенсивное газовыделение, преимущественно за счет окисления углерода стали. Вследствие повышенного коррозионного действия на сталь они усиливают также выделение водорода из стали. При этом вязкость и поверхностное натяжение безборных расплавов, как правило, выше чем борных. Поэтому на поверхности стали формируются более крупные пузыри, лопающиеся с трудом. Таким образом, при замене борных эмалей безборными количество газов, выделяющихся из стали, увеличивается, а возможности прорыва газов через слой вязкого расплава и заплывания кратеров уменьшаются. В результате растворения в расплаве окислов железа во время обжига это различие между борными и безборными эмалями становится еще более контрастным. При растворении окислов железа вязкость безборных эмалей в условиях низкотемпературного обжига возрастает, а вязкость борных эмалей уменьшается [167]. [c.111]

Благоприятное влияние на понижение поверхностного натяжения грунтовых эмалей и улучшение качества грунтового покрытия оказывает введение в шихту грунта титанистого шлака, образующегося при внедоменной обработке ванадиевого чугуна кальцинированной содой. Характерная особенность этого шлака — присутствие в нем стекловидной фазы (20—40%) и наличие окислов и сульфидов ванадия, титана, натрия, кремния, железа, марганца, алюминия и др. [169]. [c.125]

Легкоплавкие многоборные грунты 2015, 3132, 43 и др. характеризуются пониженным поверхностным натяжением (—250 дин1см при 1000° С), хорошо смачивают окисленную поверхность стали и хорошо растворяют находящиеся на ней окислы железа. При растворении окалины вязкость расплава понижается, что способствует растекаемости грунта по стали и удалению газов при обжиге. [c.126]

Безборные грунты, содержащие повышенное количество ЗЮд (55—65%), 22—27% щелочных окислов и до 9% фтора, несмотря на небольшую вязкость, не применяются самостоятельно для производства посуды, а входят в состав малоборных грунтов в смеси с многоборными. Высокое поверхностное натяжение (—280 дин см при 1000° С), а также резкое увеличение вязкости расплава при растворении в нем окислов железа приводит к появлению прогаров и других дефектов во время обжига безборных грунтов (стр. 190). [c.126]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...