Насыщается кислородом

Необходимым условием формирования диффузионного слоя является наличие у насыщаемой поверхности активного атомарного бора.

Физико-химические процессы, происходящие вблизи поверхности, заключаются в образовании диффундирующего элемента в атомарном состоянии вследствие химических реакций в насыщающей среде или на границе раздела среды с поверхностью металла (при газовом или жидком методах насыщения) сублимации диффундирующего элемента (при парофазовом методе насыщения) и адгезии диффундирующего элемента на насыщаемой поверхности металла в случае твердого метода насыщения. Процессы, происходящие на поверхности насыщаемого металла, заключаются в сорбции образовавшихся атомов поверхностью металла.

Кривизна насыщаемой поверхности существенно влияет на толщину образующихся диффузионных слоев: наибольшая толщина слоя на выпуклых поверхностях, несколько меньшая — на плоских и самая меньшая — на вогнутых.

Ионное азотирование и цементация. Для активизации процессов в газовой среде и на насыщаемой поверхности применяют ионное азотирование. При этом достигается существенное сокращение общего времени процесса (в 2—3 раза) и повышение качества азотированного слоя. Ионное азотирование осуществляют в стальном контейнере, который является анодом. Катодом служат азотируемые детали. Через контейнер при низком давлении пропускается азотсодержащая газовая среда. Вначале азотируемая поверхность очищается катодным распылением в разреженном азотсодержащем газе или водороде. При напряжении около 1000 В и давлении 13,33—26,33 Па ионы газа бомбардируют и очищают поверхность катода (детали). Поверхность при этом нагревается до температуры не более 200 °С. Затем устанавливается рабочий режим: напряжение 300—800 В, давление 133,3—1333 Па, удельная мощность 0,7—1 Вт/см2. Поверхность детали нагревается до требуемой температуры (450—500 °С) в результате бомбарди-ровки^роложительными ионами газа. Ионы азота поглощаются поверхностью катода (детали), а затем диффундируют вглубь. Параллельно с этим протекает процесс катодного распыления поверхности, что позволяет проводить азотирование трудноазотируемых сплавов, самопроизвольно покрывающихся защитной оксидной пленкой, которая препятствует проникновению азота при обычном азотировании.

Для однофазных областей диффузионной зоны зависимость роста толщины слоя от продолжительности насыщения при 2ДИф = const подчиняется параболическому закону: Д = ki^/r, а зависимость толщины слоя от температуры при т = const — экспоненциальному закону: Д = А^е"**''2 ', где k\, k% — константы; Q — энергия активации диффузионных процессов. Толщина диффузионного слоя при ?диф = const и т = const тем больше, чем выше концентрация диффундирующего элемента на насыщаемой поверхности.

Процесс алитирования различных сплавов происходит либо в результате выделения на насыщаемой поверхности алюминия по реакциям диспропорционирования, либо в результате взаимодействия субхлоридов А1С12 и А1С1 с элементами насыщаемых сплавов по реакциям типа

газовой смеси (рис. 7.10), и процесс алитирования происходит в результате нарушения и восстановления этого равновесия как вблизи насыщаемой поверхности, так и вблизи поверхности расплавленного алюминия.

В результате принудительной циркуляции или естественной конвекции в муфеле установки обогащенная дихлоридом алюминия газовая среда, вступая в контакт с насыщаемой поверхностью, стремится изменить свой состав в сторону уменьшения парциального давления А1С12, т.е. становится возможной реакция диспропорционирования с образованием А1С1з и выделением алюминия на насыщаемой поверхности.

Диффузионные покрытия можно также получать в расплавленных жидких средах. Применяют жидкофазное алитирование в расплавах на основе алюминия. Для предотвращения разъедания поверхности деталей в алюминиевую ванну добавляют основной металл насыщаемой поверхности. Например, при алитировании сталей добавляют 3 - 4% Fe. Однако жидкофазное алитирование не получило распространения в связи с налипанием алюминия на насыщаемую поверхность и другими недостатками.

В ряде случаев жидкая фаза — источник диффундирующего элемента— активизируется электролизом, а газовая фаза—ионизацией в тлеющем разряде. Наиболее широкое применение в промьппленности нашло диффузионное насыщение из порошковых смесей, содержащих кроме диффундирующего элемента хлористый или иодиствтй аммоний, который диссоциируя при нагреве, образует в муфеле хлориды или иодиды диффундирующего элемента. Образовавшиеся таким образом активные компоненты газовой смеси (кроме того, в муфеле образуются азот и водород) адсорбируйтся на насыщаемой поверхности, где в зависимости от температурных условий и химических свойств могут протекать реакции замещения, диспропорционирования или восстановления.

В результате вакуумного алитирования стали не удается получить достаточной концентрации алюминия на насыщаемой поверхности. После двухчасовой изотермической выдержки при 1500° С в смеси (50% алюминия -{- 50% окиси алюминия) концентрация алюминия на поверхности стали достигла только 3%, чего явно недостаточно для придания повышенной жаростойкости.

взаимодействии с хлором) вследствие пассивации. Титан активно взаимодействует с кислородом и воздухом при темп-ре выше 700°. При повышенной темп-ре титан восстанавливает все известные окислы металлов. При нагреве в кислороде или на воздухе титан и его сплавы покрываются окалиной, а под окалиной металл насыщается кислородом и образует хрупкий слой металла (твердый раствор внедрения), к-рый удаляют травлением в расплавах или к-тах. Кинетич. кривые окисления титана в кислороде представлены на рис. 14.

металл от воздействия атмосферного воздуха, вследствие чего металл шва сильно насыщается кислородом и азотом. Быстрое застывание расплавленного металла шва вследствие незначительного количества шлака ухудшает условия дегазации и удаление неметаллических включений, а также способствует получению выпуклой чешуйчатой поверхности наплавленного валика с резким переходом к основному металлу. Вследствие указанного ионизирующие тонкие покрытия не обеспечивают высоких механических свойств и физической сплошности шва. Несмотря на эти недостатки, тонкие покрытия находят ещё широкое применение в промышленности. Путём некоторого количественного и качественного изменения состава электродного покрытия и применения не только малоуглеродистой, но и низколегированной электродной проволоки созданы промежуточные типы тонкопокрытых электродов, обеспечивающие более высокие механические свойства сварного соединения (высокую деформационную способность при благоприятной форме шва). Кроме того, состав тонкого покрытия может оказать существенное влияние на скорость плавления электрода.

При останове парогенератора давление в нем падает до атмосферного. Затем вследствие конденсации паров воды возникает небольшое разрежение, и парогенератор заполняется воздухом. Оставшаяся в парогенераторе вода насыщается кислородом из воздуха. В контакте с водой, содержащей кислород, оголенные участки поверхности металла подвергаются интенсивной электрохимической коррозии. Вода в парогенераторе может насыщаться воздухом в периоды длительных плановых простоев и при аварийных остановах, вызванных нарушениями герметичности пароводяного тракта (разрывы, свищи).

Принципиальное отличие контактных и контактно-поверхностных котлов от поверхностных заключается в том, что агрессивные газы — кислород и углекислота — во втором случае попадают в циркулирующую в системе воду только с подпиточной водой, компенсирующей возможные утечки или испарение циркулирующей воды, и дегазация подпиточной воды, количество которой при нормальной эксплуатации не превышает 1—2% циркулирующей, является гарантией нормальной работы всей системы. В то же время при работе контактных или контактно-поверхностных котлов циркулирующая вода, контактируя в котле с продуктами сгорания, постоянно насыщается кислородом и углекислотой до значений, соответствующих температуре воды и парциальным давлениям этих агрессивных газов в продуктах сгорания.

протекают химические реакции между расплавленным металлом и газами окружающей его атмосферы. Происходит уменьшение в металле шва таких элементов, как углерод, кремний, марганец и других, влияющих на прочностные характеристики металла. Одновременно металл шва насыщается кислородом, азотом, которые неблагоприятно влияют на механические свойства стали и на ряд других свойств металлов, что и подтверждается графиками, показанными на рис. 8.

Исследованиями отмечено, что изменением литейной формы можно регулировать структурообразование поверхностного слоя металла отливки и получать заданные механические свойства. В зависимости от размерных параметров кристаллических решеток, электронной структуры и химической активности жидкого металла в условиях формирования отливки ее поверхностный слой насыщается кислородом, водородом, углеродом, азотом и другими элементами, содержащимися в облицовках и покрытиях форм. В результате протекания указанных процессов в поверхностном слое и на поверхности образуются новые структурные фазы, резбо изменяющие природу и свойства отливок. Так, адсорбционные поверхностные плены могут играть роль пассивирующего элемента, когда отношение молекулярного

Если в паровом пространстве конденсатора скопляется большое количество воздуха, когда парциальное давление его велико, то конденсат может растворять в себе кислород и углекислоту. Способность конденсата растворять в себе газы многократно возрастает при наличии переохлаждения. Конденсат особенно интенсивно насыщается кислородом через те присосы, которые расположены ниже уровня воды в конденсаторе, когда воздух проникает через слой конденсата. Это же относится

Слой металла, прилегающий к окалине, насыщается кислородом, образуя твердый раствор кислорода в железе. По мере насыщения железа до максимальной концентрации происходит упорядоченная перестройка кристаллической решетки твердого раствора и на поверхности металла образуется вюститная фаза (FeO).

Тонкие покрытия электродов почти не влияют на металлургический процесс, протекающий в зоне дуги, и не защищают расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха, вследствие чего металл шва сильно насыщается кислородом и азотом. Быстрое застывание расплавленного металла шва ввиду незначительного количества шлака ухудшает условия дегазации и удаления неметаллических включений. Вследствие этих причин электроды с тонкой обмазкой не обеспечивают высоких механических качеств шва, однородности и плотности его структуры. Электроды с тонкой обмазкой изготовляют по стандарту.

Осаждение карбоната кальция в такой воде невозможно и она считается агрессивной. Она препятствует отложению на металлических поверхностях пленки из СаС03 и способствует растворению ранее образовавшихся пленок. Поэтому ее -подвергают каскадированию для удаления агрессивной двуокиси углерода. При этом вода насыщается кислородом, который окисляет Fe2"1" до Fe3+, что облегчает образование защитных пленок.