Гетерогенной химической

Подобного типа гетерогенная структура, состоящая из рг и ,р2-фаз с ненарушенной когерентной связью, обладает наиболее высокой коэрцитивной силой.

Высокая прочность межатомной связи в кристаллах твердого раствора и второй выделяющейся фазы является необходимым условием высокого температурного уровня структурного разупрочнения сплава. Взаимодействие между обеими фазами также является важным фактором, влияющим на процесс коагуляции выделяющейся фазы, т.е. на процесс разупрочнения сплава при высоких температурах. Следовательно, при создании высокож.аропрочных сплавов надо иметь в виду не только свойства кристаллов основного твердого раствора и выделяющейся фазы, но и термодинамические условия взаимодействия между ними. Важное значение для повышения жаропрочности сплавов имеет литая гетерогенная структура, возникающая при кристаллизации отливки в виде "скелета" или сетки. Существенным при этом является высокая термическая стабильность избыточной фазы в сплаве.

При кристаллизации отливок структура может быть частично гетерогенной, что подтверждается дсндритообразным строением металла в литом состоянии и после термической обработки. Гетерогенная структура ухудшает механические свойства отливки.

Наилучшие магнитные свойства в сплавах типа алии получаются в результате охлаждения сплава из однофазной области с критической скоростью, равной примерно 10°/мин. При этом образуется гетерогенная структура, основу ее составляет слабомагнитная фаза, в которой имеются включения ферромагнитной (3-фазы. При критической скорости охлаждения образуются оптимальные по размеру и составу (З-частицы, что и определяет наивысшие значения коэрцитивной силы и магнитной энергии. Сплав ЮН *, содержащий 25% Ni, 12% А1, остальное железо, после охлаждения с оптимальной скоростью имеет следующие магнитные свойства: Нс = 37 810 а/м (475 э), В, = 0,69 тл (6900 гс) и (Б,Яс)тах = 5,52 • 103 дж/м3 (1,38-10е гс. э).

Лит.: «Aircraft Prod.», 1954, v. 16, №2, p. 62—69; «Mod. Plast.», 1952, v. 30, Ni 4, p. 111 — 14; «Mech. Engng», 1957, v. 79, Mi 2, p. 175; «Plastics», 1960, v. 25, № 277, p. 464. 3. И. Михеева. ТРИПЛЕКС СИЛИКАТНЫЙ — слоистый материал, состоящий из склеенных пластин силикатного стекла; применяется для остекления автомобилей, самолетов, вертолетов, судов, подвижного состава ж.-д. транспорта, испытат. стендов и др. Стеклянные пластины в Т. с. выполняют функцию прозрачных экранов, защищают склеивающий слой от непосредств. внешних воздействий, а склеивающий слой сохраняет связь осколков в случае разрушения стекла, повышает защитные свойства и безопасность эксплуатации Т. с. Прочность склеивающего слоя и связи его с поверхностями стеклянных пластин меняются в зависимости от температурного режима. Интервал темп-р, при к-ром склеивающий слой переходит из стеклообразно-хрупкого состояния (при пониженных темп-pax) до жидкотекучего состояния и деструкции (при повышенных темп-рах), значительно меньше интервала, при к-ром прочностные свойства стекла остаются практически неизменными. Температурный коэфф. расширения материалов, применяемых для склеивающего слоя, значительно больше, чем у силикатного стекла. Т. с.— гетерогенная структура с изменяющимися в зависимости от темп-ры внутр. напряжениями. Т. с. несилового назначения изготовляется из двух одинаковых по размерам пластин листового стекла, имеющих временное сопротивление до 300 кг/см2. Пластины склеиваются поливинилбутиральной пленкой (бутафолъ) толщиной 0,5—1 мм; общая толщина Т. с. 5—'6 мм. Пластины одинаковой толщины, неподверженные тер-мич. упрочнению — закалке, позволяют изготовлять детали сложной конфигурации и больших габаритов (панорамное остекление автомобилей). Этот Т. с. предназначен для эксплуатации при темп-pax от —60° до +60°; уптимальный интервал от г—15° до +40°. Т. с. силового назначения, работающий под различного рода нагрузками (остекление кабин самолетов и др.), отличается от Т. с. несилового назначения. У него одна из пластин (чаще обращенная внутрь объекта остекления)

А. А. Бочвар различает два вида гетерогенности: гетерогенность первого порядка, обнаруживаемую при обычном микроскопическом исследовании, и гетерогенность второго порядка, не обнаруживаемую ни при каких увеличениях микроскопа и пока еще экспериментально не установленную. И в том и в другом случаях гетерогенная структура затрудняет пластическое деформирование сплава и тем самым делает его более прочным.

Акад. А. А. Бочваром было показано, что большое значение для сохранения высоких механических свойств при повышенных температурах имеет гетерогенность сплава, а именно: наличие между кристаллами твердого раствора второй фазы, обладающей высокой жаропрочностью и малой скоростью коагуляции. Такая гетерогенная структура может быть у сплава перед нагревом до высокой температуры, но она может образоваться и во время нагрева при распаде твердого раствора. 7* 99

Существуют два основных пути получения композиционной структуры покрытий: кристаллизация из легированного многокомпонентного расплава и спекание компонентов без их полного расплавления и гомогенизации расплава (рис. 3.2). При кристаллизации из расплава формируется близкая к равновесной гетерогенная структура. Наибольшее распространение получили гетерогенные эвтектические наплавленные слои, содержащие эвтектику и избыточные фазы (рис. 3.3). Эффективным приемом получения гетерогенной структуры является термическая обработка наплавки. Происходящее при этом дисперсионное твердение (выделение вторичных высокотвердых фаз) дополнительно упрочняет наплавленный слой.

В случае спекания порошковых смесей или композиционных порошков гетерогенная структура покрытия формируется вследствие полного или частичного сохранения исходной структуры порошковых частиц. Такие покрытия получают газотермическим напылением, электроконтактной приваркой, а также гальваническим осаждением материалов. Возможности конструирования этих покрытий с различным сочетанием упрочняющих и матричных фаз значительное шире, чем у слоев, получаемых кристаллизацией из расплава. Создание композиционного покрытия базируется на основе сочетания в объеме покрытия материалов различных классов, обладающих различными исходными свойствами (металл, керамика, полимер). Природа исходных компонентов, их фазовое состояние и соотношение, состояние границы раздела фаз и создание заданной микро- и макроструктуры определяют свойства композиционного покрытия.

а - диффузионный боридный слой на углеродистой стали. Гомогенная однофазная структура из боридов Fe2B; б — карбидный слой на углеродистой стали, полученный диффузионным хромированием с предварительным цинкованием. Гетерогенная структура, состоящая из карбидов (Cr, Fe)2jC6, (Cr, Fe)7C3 и а-твердого раствора, легированного хромом и цинком; в - наплавленный слой из самофлюсующегося композиционного порошка ПР-Х18Н9Р4. Гетерогенная заэвтектическая структура, состоящая из эвтетики [Fer(Cr, Ni) + (Fe, Cr)B2] и избыточных призматических боридов (Fe, Сг)В2; г - газотермическое антифрикционное покрытие, полученное плазменным напылением композиционного порошка системы Fe—C-B-Cu. Гетерогенная структура, состоящая из а-твердого раствора, боридов Fe2B и медистой фазы

Жаропрочные стали. Жаропрочные стали используются при работе под нагрузкой (в течение заданного промежутка времени) и обладают достаточной жаростойкостью при температурах выше 500 °С. Легирование вносит существенный вклад в повышение жаропрочности сталей: во-первых, возрастает энергия межатомной связи в твердых растворах (а следовательно, затормаживаются диффузионные процессы); во-вторых, за счет легирования и термической обработки (закалка с последующим старением) формируется специальная гетерогенная структура, состоящая из твердого раствора и вкрапленных в него дисперсных карбидных или интерметаллидных фаз, когерентных с основой.

Химическая коррозия металлов — самопроизвольное взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают в одном акте. Этот тип коррозии наблюдается при действии на металлы сухих газов (воздуха, продуктов горения топлива и др.) и жидких неэлектролитов (нефти, бензина и др.) и является гетерогенной химической реакцией жидкой или газообразной среды (или их окислительных компонентов) с металлом.

Скорость гетерогенной химической реакции на металле в жидкости может быть представлена уравнением общего типа:

При гетерогенной химической реакции продукты могут закрывать поверхность контакта некоторым непрерывным слоем, например, твердого вещества, диффузионные процессы в котором развиваются медленно (рис. 8.21) — в этом случае процесс окисления

Применяя закон действия масс (4) к гетерогенной химической реакции перехода частиц (ионов металла) через границу фаз деформируемое твердое тело — окружающая среда и учитывая выражения для активностей иона в металле (26) и электролите (27), с использованием балансового уравнения для зарядов и условия равновесия получим после несложных преобразований для потока реакции растворения

Применяя закон действия масс (4) к гетерогенной химической реакции перехода частиц (ионов металла) через границу фаз деформируемое твердое тело — окружающая среда и учитывая выражения для активностей иона в металле (26) и электролите (27), с использованиемубалансового уравнения для зарядов и условия равновесия получим после несложных преобразований для потока реакции растворения

Химическая коррозия * — это процесс, протекающий за счет гетерогенной химической реакции. Продукты коррозии образуются непосредственно на корродируемых участках. К этому же виду коррозии относятся:

Так, для приведённой выше гетерогенной химической реакции РеаО4 + СО = ЗРеО-т-СО8 константы равновесия имеют

Но «теория 'пузырей» наглядно поясняет, почему при протекании в псевдоожиженном слое экзотермических реакций температура пузырей всегда выше температуры эмульсионной фазы. При каталитической гетерогенной химической реакции, когда все тепло выделяется на частицах катализатора, температура пузыря выше, чем эмульсионнной фазы, так как велико выделение тепла в зоне облака замкнутой циркуляции газа пузыря, отличающегося более высокой концентрацией реагентов, чем вдали от пузыря. При гомогенной экзотермической реакции перегрев пузыря может быть еще выше из-за тепловыделения внутри него и плохого отвода тепла. Так, например, при гомогенной экзотермической реакции хлорирования метана в псевдоожиженном слое частиц 40—70 мкм из-за локального разгона реакции в крупных пузырях при высоких температурах и концентрациях хлора наблюдались пламя и небольшие взрывы [Л: 485]. Таким образом, подтверждается и находит простое объяснение ранее высказанное предположение [Л. 17] о значительном превышении температуры пузырей над средней температурой псевдоожиженного слоя 'при сжигании в нем готовой смеси горючего газа с воздухом, сделанное для объяснения стабильности и интенсивности горения при низких средних температурах слоя.

51. Белоусов В. В., Исследование некоторых особенностей гидродинамики и теплообмена при гетерогенной химической реакции в псевдоожижен'ном слое (на примере обжига молибденита), Автореферат канд. дисс., МИСС, М., 1966.

405. Г л инк о в М. А., Белоусо;в В. В., О влиянии гетерогенной химической реакции на теплообмен кипящего слоя с поверхностью, Изв. вузов, «Черная металлургия», 1966, № 7.

Поток i-й реагирующей компоненты, исчезающей за счет гетерогенной химической реакции, подводится диффузией этой компоненты к реакционной поверхности [2]