Окислительной атмосферы

Для различных металлов окислительная способность а будет различна в зависимости от термодинамической устойчивости их оксидов. В табл. 9.1 приведены данные для некоторых металлов при Т = 1000 К, рассчитанные по приближенным уравнениям.

Химические свойства шлака (окислительная способность, способность поглощать вредные примеси) зависят от температуры и соотношения концентраций основных и кислотных оксидов.

Излишняя окислительная способность упаковочного материала

Вследствие диффузии легирующих элементов из металла в окалину и кислорода в металл при нагреве в поверхностных слоях наблюдаются большие изменения состава, что отражается на свойствах изделий, особенно когда их сечения невелики. Изменения в поверхностном слое тем сильнее, чем выше температура и окислительная способность среды.

Хлорнокислый метод пригоден для ускоренных анализов. Основан на окисляющем действии НСЮ4 при температуре её энергичного испарения (-200°); после разбавления водой окислительная способность НСЮ4 прекращается **.

В зависимости от рода получаемого шлака электродные покрытия могут быть разбиты на кислые и основные. Важнейшим моментом, определяющим качество покрытия, является степень его раскислённости или окислительная способность образуемых им шлаков. Даже в условиях весьма эффективной защиты расплавленного металла от вредного внешнего воздействия атмосферного кислорода нераскис-лённые или слабо раскисленные шлаки могут насытить металл шва значительным количеством кислорода за счёт перехода свободных окислов из шлака в металл. Аналогичное явление может иметь место при использовании в покрытии рудных компонентов, которые при нагреве выделяют свободный кислород, например, марганцевая руда. В советской практике для многих марок толстопокрытых электродов применяются главным образом основные раскисленные покрытия, особенно при сварке легированных сталей. Для регулирования химического состава металла шва и его механических свойств в советской практике в подавляющем большинстве марок покрытых электродов, применяемых для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей, практикуется легирование через покрытие. Для этой цели используются в основном различные ферросплавы, которые одновременно осуществляют и другие функции вэлектродном покрытии (раскисление, создание мелкозернистости металла шва, повышение устойчивости дуги, улучшение технологических свойств шлака).

Окислительная способность атмосферы типа Н2 — Н2О — N2 определяется константой равновесия реакции 4 (см. табл. 104). Равно-.веское содержание водяного пара понижается с понижением температуры, что определяет необходимость осушки газа в зависимости от условий охлаждения стали до пределов, указанных на нижней кривой фиг. 125. Экспериментальные данные, характеризующие степень осушки атмосферы ДА-0,8 для различных условий нагрева и охлаждения стали, приведены в табл. 106.

Для перевода никеля в пассивное состояние требуется наложение анодного тока порядка 10~2 а/см2. Окислительная способность облученного раствора была недостаточной для пассивации никелевого электрода. Однако смещение потенциала в положительную сторону, в соответствии с анодной поляризационной кривой, увеличивает скорость коррозии. Обычно же следует ожидать уменьшения скорости коррозии металла под воздействием облучения, когда эффективная скорость восстановления окислительных компонентов радиолиза превышает плотность тока, необходимую для пассивации металла. Увеличение потенциала аустенитной нержавеющей стали типа 1Х18Н9Т в растворе 0,1Н серной кислоты при температуре 85° С под действием ^-излучения обнаружено также В. Е. Клоком [1,22]. Несмотря на термическую нестойкость перекиси водорода, она обнаружена после облучения в растворе, нагретом до температуры 150° С.

Воздух является широко распространенным газообразным теплоносителем. Он может служить первичным теплоносителем, рабочим телом и применяться для отвода тепла из энергетического цикла. Основными недостатками воздуха являются его окислительная способность по отношению к конструкционным материалам и сильная активация содержащегося в нем аргона.

Окислительная способность окислителя (т. е. окисленной формы компонента, участвующего в окислительно-восстановительной реакции) характеризуется его окислительным потенциалом (ОП). Величина ОП компонента А связана следующей функциональной зависимостью с активностью его окисленной и восстановленной формы (для температуры 25°)

Окисление сталей 581 Окислительная способность 98 Окислительно-восстановительные системы 98, 100 Окислы 69, 206 Оксидимегр.ичсский грамм-эквивалент 77 Олово 270, 587 Оператор Гамильтона 32

Поэтому в швах стремятся получить аустепитную структуру с мелкодисперсными карбидами п иитерметаллидами. Благоприятно и легирование швов повышенным количеством молибдена, марганца и вольфрама, подавляющих процесс образования горячих трещин. Количество феррита в структуре швов на коррозионно-стойких сталях может быть повышено до 15—25%. Высоколегированные стали содержат в качестве легирующих присадок алюминий, кремний, титан, ниобий, хром и другие элементы, обладающие большим сродством к кислороду, чем железо. Поэтому при наличии в зоне сварки окислительной атмосферы возможен их значительный угар, что может привести к уменьшению содержания или к полному исчезновению в структуре шва ферритной и карбидной фаз, особенно в металле с небольшим избытком фер-ритизаторов.

Отсутствие разбрызгивания и связанных с этим очагов коррозии благоприятно при сварке коррозионно-стойких и жаростойких сталей. Однако струйный перенос возможен на токах выше критического, при которых возможно образование прожогов при сварке тонколистового металла. Добавка в аргон до 3—5% кислорода уменьшает величину критического тока. Кроме того, создание при этом окислительной атмосферы в зоне дуги уменьшает и вероятность образования пор, вызванных водородом. Последнее достигается и применением смеси аргона с 15—20% углекислого газа. Это позволяет уменьшить н расход дорогого и дефицитного аргона. Однако при указанных добавках газов увеличивается угар легирующих элементов, а при добавке углекислого газа возможно и науглероживание металла шва. Добавкой к аргону 5—10% азота может быть повышено его содержание в металле шва. Азот, являясь сильным аустенитизатором, позволяет изменять структуру металла низа.

При анализе излома и состояния поврежденной детали необходимо обратить внимание на вид окислов: последовательно расположенные резко окисленные зоны на изломе дают основание предполагать наличие исходного дефекта (закалочной, шлифовочной, литейной трещины и т. п.) или постепенное развитие разрушения. Следует сопоставить степень окисленности поверхности детали и излома для того, чтобы примерно определить время возникновения трещины. При этом надо иметь в виду, что окисление определяется не только температурой, временем и характером окислительной атмосферы (воздух, продукты сгорания топлива и т. д.), но и в очень сильной степени шероховатостью поверхности. Поэтому шероховатая поверхность излома может быть окислена более интенсивно, чем гладкая обработанная поверхность детали. Кроме того, свежая в момент образования поверхность разрушения окисляется намного активнее, чем «старая» поверхность детали.

Влияние атмосферы, в которой происходит спекание,— окислительной, восстановительной или нейтральной — позволяет изменять взаиморастворимость компонентов. В системе Сг—АЬОз вследствие окислительной атмосферы а а порошинках хрома возникает окисная пленка Сг2Оз, которая, взаимодействуя с А12Оз, обеспечивает прочное сцепление. Легирующие добавки вольфрама и молибдена зачастую значительно улучшают прочностные характеристики кер-мета. ;

реакции ЗЗРИСИТ от содержания в газовой атмосфере СО и СО2. При направлении слева направо происходит восстановление окислов железа, а справа налево —окисление железа. О соотношении между количествами СО и СО2, соответствующими состоянию равновесия при различных температурах, а также об условиях образования восстановительной и окислительной атмосферы можно судить по данным табл. 177.

Зависимость состава нейтральной, восстановительной и окислительной атмосферы от температуры

Разъедание (точечное или ручьеобразное поражение поверхности изделия) При нагреве в соляных ваннах: а) повышенное содержание сернокислых солей (свыше 0,7- -0,8%); б) обогащение ванны кислородом из воздуха и окислами железа; в) химическое действие хлористых солей. При нагреве в свинцовых ваннах — образование окислов свинца. При нагреве в пламенных печах — неравномерное образование окалины Предупреждение дефекта: а) тщательный контроль состава солей для нагрева; б) раскисление соляных ванн [углем, ферросилицием, K,Fe (CN)J; в) засыпка на зеркало поверхности свинцовой ванны древесного угля (размером 3 — 10 мм) или легкоплавких солей. При нагреве в пламенных печах устранение окислительной атмосферы

Процесс окисления кремнистого чугуна с шаровидным графитом отличается от окисления чугуна с пластинчатой формой графита тем, что окисная пленка, первоначально образовавшаяся на поверхности изделий из кремнистого чугуна с шаровидным графитом, является плотной, без нарушения сплошности на всей поверхности образца. Полная изоляция в металлической основе графитовых включений шаровидной формы друг от друга полностью прекращает свободный доступ окислительной атмосферы внутрь чугуна.

Из рассмотрения кривой на рис. 36, полученной для условий окислительной атмосферы, следует, что доля Fe2O3 5* ' 67

влияние атмосфера плавильной кам'еры. Восстановительная атмосфера вызывает понижение степени окисления железа в шлаке, между тем как при окислительной атмосфере под действием больших температур пламени продолжается распад более высоких окислов железа. Повышение степени окисления железа в шлаке воздействием окислительной атмосферы возможно только при температуре пламени ниже 1 200° С и большой поверхности шлака.

У некоторых котлов этот занос пытались устранить тем, что в продукты горения перед пучком вводился третичный воздух. Добавлением его в продукты горения стремились достигнуть не только снижения их температуры, но <и создания окислительной атмосферы. Окисляющее воздействие должно повысить степень окисления железа в шлаке, со-144