Растворимость Зависимость от водорода в металлах

Экспериментальные данные (рис. 2) [84] показывают, что зависимость растворимости водорода от корня квадратного из величины давления подчиняется закону прямой линии. Для ряда марок конструкционных сталей установлено р15] 1то для растворимости водорода в металлах при высоких давлениях, в первом приближении, справедливо следующее выражение [c.118]

Растворимость водорода в металлах, образующих с водородом истинные твердые растворы, в зависимости от температуры ([-I], [6 , [7], [8 , [9]) [c.322]

На фиг. 1 приведены графики растворимости водорода в железе, никеле, кобальте, молибдене и хроме при давлении 760 мм рт. ст., в зависимости от температуры. Как видно из приведенных данных, при переходе из жидкого состояния в твердое растворимость водорода в металлах этой группы, в частности в железе и никеле, понижается более чем в два раза. При переходе из одной модификации в другую наблюдается резкое изменение растворимости водорода в твердой стали. Так, например, при переходе дельта-железа в гамма-железо растворимость водорода скачкообразно увеличивается, а при переходе из гамма-железа в альфа-железо уменьшается. Аналогичные изменения растворимости водорода наблюдаются и при полиморфных превращениях марганца [14]. [c.6]

Водород, как и азот, оказывает вредное воздействие на качество металла шва. В зависимости от температуры водород может находиться в молекулярном, атомарном или ионизированном состоянии. Степень диссоциации водорода зависит от температуры (см. рис. 7-10). В столбе дуги подавляющее количество водорода находится в атомарном состоянии. При дуговой сварке покрытыми электродами содержание водорода в металле шва в ряде случаев может превышать величину растворимости его в железе при равновесных условиях и температуре кристаллизации. Растворимость водорода в жидких сплавах железа зависит от концентрации легирующих элементов (рис. 7-14). [c.312]

Появление водорода в жидком металле связано главным об-разом с протечкой воды в жидкий натрий через микротрещины в стенках трубок пучка парогенератора. Не исключена возможность диффузии водорода в натрий через стенку трубок из пароводяной фазы как продукта электрохимической и термической коррозии металла стенки в воде при высоких температурах. Предложены физические методы определения водорода, основанные на диффузии его через никелевую или иридиевую перегородку в вакуумную полость и измерении давления в ней [85, 86]. Датчик из иридиевой или никелевой трубки помещают в газовую подушку расширительного бака или непосредственно в поток натрия, В том и другом случае существует линейная зависимость потока водорода через стенку датчика от концентрации его в жидком металле. К сожалению, нет данных о влиянии примесей, находящихся в жидком металле и растворимых в никеле, например лития. [c.295]

В связи с большим практическим значением железа (стали) зависимость скорости коррозии этого металла от pH рассмотрена особо (рис. 11-26, г). При pH < 4 наблюдается сильная коррозия железа с одновременным выделением водорода и образованием растворимых продуктов коррозии, ь средней области (рК = 4-нЭ) скорость коррозии железа практически не зависит от pH раствора (на нее влияет только скорость диффузии кислорода к поверхности металла). В щелочной области (pH = 9-г-12) скорость коррозии уменьшается вследствие образования малорастворимых продуктов коррозии. Наконец, при pH = 12-т-14 скорость коррозии снова увеличивается из-за образования растворимых ферритов. [c.42]

Рис. 115. Растворимость водорода (а), углерода (б), азота (в) и кислорода (г) в металлах VA и VIA групп в зависимости от температуры по различным литературным данным [2]

Согласно [38], медь в зависимости от степени дисперсности и метода получения при комнатной температуре абсорбирует до 0,3 см водорода на 100 г металла. В жидкой меди растворимость водорода возрастает от 5,6 при 1100°С до 9,0 смз/100 г при 1370°С [57]. В сухом водороде (точка росы ниже —60 С) медь при температурах, близких к точке плавления, растворяет 2 см /ЮО г, а в жидком состоянии 6 см /100 г [58]. [c.419]

Как видно из рис. 25, зависимость доли диффундирующего в сталь водорода от pH имеет экстремальный характер с максимумом при pH = 4. Возрастание этой доли при повышении pH до 4 объясняется увеличением концентрации способствующих наводорожива-нню ионов НЗ и 3 2 в результате усиления диссоциации сероводородной кислоты. Последующее уменьшение доли диффундирующего в сталь водорода можно связать с понижением растворимости сульфида железа при увеличении pH. В результате этого возрастает площадь поверхности металла, покрытой сульфидной пленкой. Эта пленка, будучи малопроницаемой для атомов водорода и обладая катодными функциями, может в большей степени тормозить проникновение водорода в сталь чем коррозию металла [30]. [c.45]

Значения и I) всегда возрастают с повышением температуры, тогда как зависимость растворимости Г от температуры сложная. Например, растворимость водорода в одних металлах (никеле, железе, молибдене, меди) повышается с ростом температуры, в других (титане, тантале, палладии) падает. Не однозначно ведут себя и силикаты Но отношению к разным газам. Растворимость водорода в кварцевом стекле растет с повышением температуры, а растворимость кислорода уменьшается. [c.266]

Растворимость водорода в железе при парциальном давлении — ОД МПа в зависимости от температуры показана на рис. 3.3. Видно, что с повышением температуры растворимость водорода в железе растет и зависит от фазового и агрегатного состояний металла. В результате при расплавлении железа растворимость водорода скачкообразно возрастает, а при кристаллизации также скачкообразно падает. [c.155]

Рис. 3.3. Растворимость водорода в железе в зависимости от температуры при парциальном давлении его в газовой фазе над металлом рд =0,1 МПа

По результатам последних исследований [237], фактическое содержание водорода в твердом железе при температурах ниже 300° значительно выше, чем это вытекает из уравнений зависимости растворимости водорода в железе от температуры. Авторы объясняют это явление тем, что в металле имеются микро [c.8]

Однако, вспоминая общий характер изобары растворимости для металлов, не образующих гидридов (см. рис. 7.19, стр. 232), особенно важным является разрыв растворимости в момент плавления или кристаллизации. В табл. 14.1 приведены данные растворимости водорода в N1, Ре, Си и А1 при общем давлении водорода рн, = 1.013 10 н/л 2 в зависимости от температуры. [c.331]

Одной из главных задач при сварке плавлением является предупреждение вредного воздействия воздуха на металл. Эта задача обычно решается с помощью газовой или шлаковой защиты зоны сварки. Благодаря такой защите предупреждается доступ воздуха и взаимодействие составляющих его азота и кислорода с жидким металлом. Существенную роль при сварке может также играть водород. Перечисленные газы при взаимодействии с металлом могут физически в нем растворяться или же реагировать с ним с образованием химических соединений. В первом случае металл поглощает теплоту, во втором обычно происходит выделение теплоты. Химические реакции в зависимости от растворимости в жидком металле образовавшихся соединений можно разделить на три подгруппы реакции, продукты которых хорошо растворимы в расплаве, реакции со средней их растворимостью и реакции, дающие нерастворимые соединения. [c.96]

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]

Растворимость водорода и азота в железе в зависимости от температуры приведена на фпг. 95. Как видно из фигуры, при кристаллизации металла растворимость водорода и азота скачкообразно падает. С понижением температуры снижается также и растворимость [c.151]

Ряд газов хорошо растворяется в металлах, особенно жидких. Так, например, изменение растворимости водорода и азота в твердом и жидком железе в зависимости от температуры изображено на рис. VI.33. Как следует из этой зависимости, прп понижении температуры жидкого металла и особенно при кристаллизации раство- [c.324]

Газовая пористость — один из основных дефектов при сварке алюминиевых и магниевых сплавов. Причина образования пористости в сварных швах из алюминиевых и магниевых сплавов — в первую очередь водород. В твердом алюминии водород практически нерастворим. Заметная растворимость наблюдается лишь с увеличением температуры до 660 °С и выше и находится в зависимости от времени выдержки. Растворимость водорода снижается при введении в алюминий Си, 81 и 8п, тогда как добавка Мп, N1, М , Ре и Сг, наоборот, ее повышает. К основным источникам появления водорода при сварке в среде инертных газов следует отнести влажность защитной инертной среды, растворенные газы в основном и присадочном металле, а также присутствие газов и влаги на поверхности свариваемого материала. При этом основной объем водорода (около 60 %) поступает с поверхности металла сварочной проволоки. Источником газов при сварке магния может быть рыхлая пленка М 0. [c.320]

Растворимость водорода металлом также зависит от плотности упаковки атомов в решетке металла только эта зависимость обратная по сравнению с диффузией. Чем выше плотность упаковки атомов в решетке, т. е., чем выше ее энергетический уровень, тем больше [c.29]

По разнице массы магния до и после коррозии и по количеству водорода, выделившегося в результате реакции в растворах с различной кислотностью, получают зависимость растворимости металла от pH. [c.129]

Зависимость растворимости кислорода и водорода в металлах, применяемых при изготовлении огневых стенок камер сгорания от температуры, показана на рис. 4.22. У ЖРД с наружным охлаждением огневых стенок камер сгорания, выполненных из медных сплавов, давления газов в пристеночном слое достигают 10 Па, а температура колеблется в пределах 1000. .. 2000" С. При подобных условиях процессы проникновения газов в металл лимитируются диффузией атомов газа в металл. Но диффузия является процессом активационным, скорость которого находится в экспоненциальной зависимости от темиерату- [c.95]

Определяющее влияние на растворимость водорода в стали оказывает температура с ее повышением концентрация водорода в металле возрастает по экспоненциальной завиеимоети, тогда как с ростом давления она изменяется линейно. Промежуток времени от момента начала взаимодействия водорода с металлом до появления признаков обезуглероживания называют индукционным (инкубационным) периодом. Для сталей ряда марок получены эмпирические соотношения, по которым можно рассчитать продолжительность индукционного периода в зависимости от температуры и давления водорода в газовой фазе [I]. [c.817]

Железо и его сплавы. Стандартный потенциал железа —0,44 в. Однако стационарный потенциал его изменяется от —0,03 до + 1,0 в в зависимости от соотношения в электролите концентрации окислителя, пассиватора (кислорода и др.) и активатора (хлор-ионов и др.). В атмосфере кислорода железо полностью пассивируется. В воде наблюдается большая склонность к образованию коррозионных пар вследствие дифференциальной аэрации. В кислых средах продукты коррозии железа растворимы в отличие от нейтральных или щелочных растворов, в которых на поверхности металла образуется ржавчина по схеме Fe Fe2+ + 2е, + 20Н-->Ре(ОН)г и далее 4Fe(OH)2 + + О2 + 2Н2О 4Ре(ОН)з. Состав ржавчины имеет общую формулу пРе(ОН)з + тРе(0Н)2 + 9Н2О. Перенапряжение на железе водорода, а также кислорода мало и потому металл нестоек в подкисленных природных водах, а также в морской воде при сильном ее движении (при подводе кислорода). Железо стойко в концентрированной серной кислоте (допускается перевозка 80—96% серной кислоты в железных цистернах), концентрированных азотной и плавиковой кислотах, в разбавленных растворах щелочей, в растворах аммиака. Разрушается в соляной кислоте, минеральных кислотах, концентрированных щелоч- [c.51]

Растворимость азота и водорода в жидком металле зависит также от парциального давления этих газов над металлом. В условиях металлургического производства эта зависимость при постоянной температуре подчиняется закону квадратного корня (закону Сиваритса) [c.69]

Действие водорода на цветные металлы различно, в зависимости от их способности поглощать водород. Для некоторых металлов, например титана, циркония, ванадия, процесс поглощения водорода экзотермичен, и с повышением температуры растворимость водорода в этих металлах снижается. Для других, таких как никель, железо, медь и пр. поглощение водорода — энд0 термический процесс, и с повышением температуры растворимость водорода в этих металлах резко возрастает. [c.31]

Азот. В зависимости от температуры азот, как и водород, в газовой фазе зоны дуги может находиться в молекулярном, атомарном и ионизированном состояниях. Основным источником азота в газовой фазе зоны дуги является окружающая атмосфера. Растворимость азота в железе зависит от его состояния. Азот не растворяется в меди, никеле, золоте, серебре и не образует с этими металлами химических соединений. С железом он образует нитриды РегМ( 11,15% N) и Fe4N(5,9% N). Азот способствует образованию пор в металле шва. Уве- [c.55]

Металлы, растворяющие водород, могут быть разделены на две группы. К первой группе относятся металлы, для которых химические соединения с водородом не известны (железо, никель, кобальт, медь и др.). Водород абсорбируется 1ТИМИ металлами в твердом состоянии при плавлении растворимость резко повышается. Молибден, платина, алюминий в твердом состоянии растворяют очень малые количества атомарного водорода. В зависимости от состояния водорода в газовой фазе (атомарный или молекулярны11), растворимость подчи няется уравнениям (27) (28) или (29) (см. ниже). [c.70]

Растворимость водорода в железе при парциальном давлении = 1 в зависимостп от температуры показана на фиг. 16, а в зависимости от парциального давления (жидкое железо) — на фиг. 17. Из фиг. 16 следует, что с повышением темиературы растворимость водорода в железе растет (и, кроме того, определяется фазовым и агрегатным состоянием металла). При расплавлении железа растворимость скачкообразно возрастает, а при кристаллизации так же скачкообразно падает. [c.71]

Азот. В зависимости от температуры азот, как и водород, в газовой фазе зоны дуги может находиться в молекулярном, атомарном и ионизированном состояниях. Основным источником азота в газовой фазе зоны дуги является окружающая атмосфера. Растворимость азота в железе зависит от его состояния. Азот не растворяется в меди, никеле, золоте, серебре и не образует с этими металлами химических соединений. С железом он образует нитриды РегН (11,15% N) и Fe iN (5,9 % N). Азот способствует образованию пор в металле шва. Увеличение концентрации азота в низкоуглеродистых сталях влияет на прочностные и пластические свойства этих сталей, а также способствует старению металла. Иногда его вводят в состав легированных сталей для получения аустенитной структуры. В этом случае он является аустенизатором и рассматривается как ценная легирующая добавка. [c.89]

Эрдманн-Еснитцер, Петцольд, Мровка исследовали эмалировочную сталь состава, % 0,11 С 0,25 51 0,42 Мп 0,14 Р 0,042 5 0,35 Си на водородопроницаемость. Они обнаружили, что наибольшая проницаемость водорода получается на образцах, степень деформации которых близка к критическому значению. Это объясняется тем, что при относительно небольшой степени деформации или сдвиге внутри кристаллической решетки, когда превалирует еще упругое искажение, диффузия водорода облегчена, а при увеличении степени холодной деформации искажения в решетке становятся настолько сильными, что затрудняется диффузия и в то же время появляется рыхлость в структуре, способствующая молизации водорода. В таком металле растворимость может быть велика, а проницаемость мала. По данным П. В. Гельда [122], существует экстремальная зависимость водородопроницаемости стали от степени пластической деформации. Максимальная водородопроницаемость наблюдается при 10—15%-ной степени деформации. [c.80]

Растворимость водорода в железе в зависимости от температуры при его давлении в газовой фазе 1 кПсм приведена на рис. П.З. Максимальная растворимость водорода в жидком железе наблюдается при температуре 2400° С, т. е. близкой к температурам, до которых нагреваются капли металла при дуговой сварке плавящимся электродом. Поработай Г. М. Григоренко и В. М. Лакомского [15], наблюдается приближение к насыщению водородом капель небольшого размера за время, сопоставимое со сварочным. Поэтому можно ожидать в каплях металла при дуговой сварке весьма высокую концентрацию водорода. [c.90]

Водород, растворенный в металле в атомарном виде (Н), либо в виде протона (Н+), имея весьма малую величину, легко диффундирует в железе не только при высоких температурах, но и при комнатных. В связи с высокой концентрацией в металле шва, иногда значительно превышающей равновесную растворимость, водород диффузионно распространяется в области с его меньшей концентрацией. Такими областями являются наружная поверхность шва (с которой происходит удаление водорода в воздух), околошовная зона, а также различные несплошности в металле (поры, пустоты и локальные песовершенства кристалли.ческого строения металла). В результате такого перемещения водорода его общее количество в зоне термического влияния в определенных условиях может увеличиваться или уменьшаться, в зависимости от соотношения количеств водорода, поступающего в нее за заданный отрезок времени из шва и удаляющегося из этой зоны в более глубокие слои основного металла. [c.369]

Электролитическое осаждение цинка из растворов его солей, несмотря на сильно электроотрицательнй потенциал, этого металла, достигается благодаря тому, что водород имеет на цинке большое перенапряжение и, таким образом, гари обычных нормальных рецептурных условиях электролиза почти не выделяется на катоде. В отличие от горячего покрытия при электролитическом цинкованрш железа не образуется сплава между обоими металлами. Поэтому слой электролитического цинкового покрытия отличается своей чистотой и не содержит ни в каком виде примеси основного металла. Загрязнения этого слоя другими металлами очень незначительными могут совсем отсутствовать. Шварц 3 указывает, что электролитически осаягденный слой цинка обычно содержит 99,35—99,9% Zn, и небольшие следы Си, РЪ, Ре и некоторых других примесей, в зависимости от состава ванны и загрязнения исходных материалов. Растворимость в кислотах чистого электролитического цинка меньше, чем загрязненного примесями яге-леза . [c.144]

В процессах коррозии довольно обычны случаи установления потенциалов, подобных потенциалам второго рода, обратимым по отношению к аниону. Чаще это относится к металлам с не очень отрицательными равновесными потенциалами, погруженным в растворы, где образуются малорастворимые соединения этих металлов. Вследствие очень малой растворимости продуктов коррозии быстра достигаются насыщение раствора и выпадение этих продуктов в осадок. Примером может служить установление потенциала меди при ее коррозии в растворах щелочи. В этом случае тфоизведение растворимости L==a u+ аон- = 1 10 очень мало и очень скоро устанавливается характерная для потенциалов второго рода зависимость потенциала медного электрода от активности аниона, в данном случае — гидроксила. Так как активность гидроксил-ионов связана формулой для константы ионизации воды с активностью ионов водорода, то потенциал медного электрода будет устанавливаться в зависимости от значения pH щелочного раствора. Характерно, что и в этом случае, как [c.135]

Для коррозии металлов в кислых средах характерны свои особенности. Это прежде всего значительная зависимость скорости растворения металла от кислотности раствора. С уменьшением pH скорость коррозии в неокислительных кислотах возрастает. В подавляющем большинстве случаев скорость коррозии в кислых средах определяется реакцией (1.2), а благодаря большой подвижности ионов гидроксония практически не осложнена диффузионными затруднениями и протекает в чисто кинетической области. Это обуславливает, в сво(о очередь, несколько меньшую, чем для других видов коррозии, зависимость кислотной коррозии от перемешивания. Для многих металлов и сплавов продукты коррозии в кислых средах растворимы, что приводит к протеканию процесса с ускорением. Скорость коррозионного процесса на сталях и сплавах в кислых средах существенно зависит от их структуры, наличия примесей, дефектов, остаточных деформаций и т. п. И, наконец, коррозия в кислых средах, как правило, сопровождается поглощением металлом значительного количества водорода, что приводит к появлению водородной хрупкости. [c.12]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...