Протекания металлургических

можности или невозможности самопроизвольного протекания коррозионного процесса при определенных условиях.

Наконец, одним из практических методов защиты металлов от коррозии является создание условий, уменьшающих или полностью исключающих возможность протекания коррозионного процесса (применение защитных газовых атмосфер, обескислороживание воды, катодная защита), которые могут быть рассчитаны с помощью термодинамики.

Рис. 2. Схема протекания коррозионного процесса, состоящего из трех стадий:

в) если имеет место катодный диффузионно-кинетический контроль протекания коррозионного процесса, то катодная структурная составляющая увеличивает скорость коррозии сплава, но

Условием возможности самопроизвольного протекания коррозионного процесса в расплавах является сопровождение его убылью изобарно-изотермического потенциала реагирующей системы, т. е. AGr < 0. При этом в расплавах при катодной деполяризации катионами и осаждении на поверхности корродирующего ме-

Однако следует иметь в виду, что приведенные в табл. 1 данные указывают лишь на термодинамическую возможность протекания коррозионного процесса. В реальных же условиях этот процесс зависит от различных факторов и прямая зависимость между скоростью коррозии и энергией гидратации или значением рабочей функции не наблюдается.

Приведенные в табл. 1 данные указывают только на термодинамическую возможность протекания коррозионного процесса, но не говорят о кинетике электродных процессов, которая зависит, как увидим в дальнейшем, от многих факторов.

Поляризационные кривые. Из вышесказанного вытекает, что по степени поляризуемости электрода можно судить о скорости протекания коррозионного процесса. Если поляризуемость электрода небольшая, то и коррозионный процесс мало тормозится. Если же при увеличении плотности тока происходит большое смещение потенциалов, это указывает на то, что коррозионный процесс сильно тормозится. Таким образом, о кинетике электродных процессов наиболее полно можно судить по зависимости

При наличии в растворе кислорода и при отсутствии возможности протекания коррозионного процесса с водородной деполяризацией основную роль в качестве деполяризующей реакции играет процесс восстановления (ионизации) кислорода па катоде с превращением его в ион гидроксила, т. е. кислородная деполяризация. Наибольшее количество случаев коррозии металлических конструкций в воде, в нейтральных растворах солей, в атмосферных условиях, а также в слабокислых средах в присутствии кислорода вызывается главным образом кислородной деполяризацией.

Основными структурными составляющими железоуглеродистых сплавов являются феррит (твердый раствор углерода в ц-жслезе) п ауетенит (твердый раствор углерода в -у-железе). Помимо этих составляющих, в стали присутствует цементит, а в чугуне -- несвязанный углерод (графит). Все эти составляющие различаются величиной электродных потенциалов, и коррозионные микроэлементы в некоторых случаях могут работать весьма интенсивно, в особенности в условиях протекания коррозионного процесса с водородной деполяризацией.

Микроскопическое наблюдение позволяет осуществить качественный контроль не только после, но и во время протекания коррозионного процесса. Этот способ дает возможность получить ценные данные о начале и характере развития коррозионного процесса, дает возможность определить анодные и катодные участки металлической поверхности, обнаружить избирательную коррозию и др.

Это достигается тем, что сварочные материалы участвуют; а) в защите расплавленного металла в зоне протекания металлургических процессов, а в некоторых случаях и пагротого твердого металла от вредного действия атмосферного воздуха (насыщения его газами атмосферы) в течение всего процесса сварки — в процессе расплавления, переноса в дуге, пребывания в сварочной ванне, кристаллизации; б) в регулировании химического состава металла шва путем его легирования и раскисления; в) в очистке (рафинировании) металла шва — удалении серы, фосфора, включений окислов и шлаков; г) в очистке металла шва от водорода и азота; д) в ряде случаев в модифицировании, измельчении первичной структуры шва.

Индукционные печи имеют преимущества перед дуговыми: в них отсутствует электрическая дуга, что позволяет выплавлять сталь с низким содержанием углерода, газов и малым угаром элементов; при плавке в металле возникают электродинамические силы, которые перемешивают металл в печи и способствуют выравниванию химического состава, всплыванию неметаллических включений; небольшие размеры печей позволяют помещать их в камеры, где можно создавать любую атмосферу или вакуум. Однако эти печи имеют малую стойкость футеровки, и температура шлака в них недостаточна для протекания металлургических процессов между металлом и шлаком. Эти преимущества и недостатки печей обусловливают возможности плавки в них; в индукционных печах выплавляют сталь и сплавы из легированных отходов методом переплава или из чистого шихтового железа и скрапа с добавкой ферросплавов методом сплавления.

Выделяют две основные зоны или стадии взаимодействия расплавленного металла с газами и шлаком: торец электрода с образующимися на нем каплями и сварочную ванну. Полнота протекания металлургических реакций зависит от температуры, времени взаимодействия, поверхности и концентрации реагирующих веществ.

Металлургические процессы при сварке электродами сильно зависят от характера переноса электродного металла, что, в свою очередь, зависит от плотности электродного тока. При малых плотностях тока капли электродного металла крупные, долго находятся на торце электрода и при коротком замыкании между каплей и сварочной ванной переходят в нее лишь частично (40...30% объема капли). Разрыв металлического мостика сопровождается разбрызгиванием. При больших плотностях тока (800...1000 А на 1 мм диаметра электрода) наблюдается мелкокапельный перенос металла и капли пролетают дуговой промежуток с большой скоростью. Это влияет на интенсивность протекания металлургических процессов при сварке.

Так же подробно в «Первых основаниях металлургии* характеризуются физические и химические свойства мышьяка, сурьмы, висмута, цинка и ртути, которые во времена Ломоносова считались полуметаллами. Ломоносов придавал большое значение изучению процессов «горения» (т. е. окисления) металлов и продуктов окисления. «В этом состоит его гениальное предвидение значения теплот образования окислов металлов для характеристики протекания металлургических процессов» 24.

Неметаллическими включениями называются содержащиеся в стали соединения металлов (железа, кремния, марганца, алюминия, кальция и т. п.) с неметаллами (серой, кислородом, азотом, углеродом). Неметаллические включения ухудшают механические свойства стали и специальные характеристики готовых изделий (магнитную проницаемость, электропроводность и др.). Включения, образовавшиеся в результате протекания металлургических реакций, например взаимодействия элемента — раскислителя с растворенным кислородом, называются эндогенными. Включения, попадающие в металл из футеровки печи, ковша, разливочного носка и из других посторонних источников, называются экзогенными.

Шлаки из за низкой температуры практически не ре акционны В индукционных печах можно получить чугун любого состава, однако в печах промышленной частоты изменение марки чугуна затруднено вследствие необходимости постоянно иметь в печи пусковой объем металла («болото») Интенсивное электромагнитное перемешива ние расплава в печах промышленной частоты обусловли вает специфические достоинства и недостатки этих агре гатов Возможна обработка расплава порошками, жидким шлаком При этом улучшается усвоение и однородность распредетения легирующих добавок, но усиливается взаимодействие с атмосферой, футеровкой В зависи мости от интенсивности перемешивания могут возникать различные условия протекания металлургических реак ций При очень сильном перемешивании (10—16%) практически невозможно предотвратить воздействие на ме талл кислорода и влаги воздуха Штаковые частицы на

Индукционные печи имеют преимущества перед дуговыми: в них отсутствует электрическая дуга, что позволяет выплавлять сталь с низким содержанием углерода, газов и малым угаром элементов; при плавке в металле возникают электродинамические силы, которые перемешивают металл в печи и способствуют выравниванию химического состава, всплы-ванию неметаллических включений; небольшие размеры печей позволяют помещать их в камеры, где можно создавать любую атмосферу или вакуум. Однако эти печи имеют малую стойкость футеровки, и температура шлака в них недостаточна для протекания металлургических процессов между металлом и шлаком. Эти преимущества и недостатки печей обусловливают возможности плавки в них; в индукционных печах выплавляют сталь и сплавы из легированных отходов методом переплава или из чистого шихтового железа и скрапа с добавкой ферросплавов методом сплавления.

после протекания металлургических процессов на поверхностях и в объеме капель электродного металла и сварочной ванны в результате контакта с газовой и шлаковой фазами.

10. Каковы особенности протекания металлургических процессов в сварочной ванне?

Шлаки из-за низкой температуры практически не реакционны. В индукционных печах можно получить чугун любого состава, однако в печах промышленной частоты изменение марки чугуна затруднено вследствие необходимости постоянно иметь в печи пусковой объем металла («болото»). Интенсивное электромагнитное перемешивание расплава в печах промышленной частоты обусловливает специфические достоинства и недостатки этих агрегатов. Возможна обработка расплава порошками, жидким шлаком. При этом улучшается усвоение и однородность распределения легирующих добавок, но усиливается взаимодействие с атмосферой, футеровкой. В зависимости от интенсивности перемешивания могут возникать различные условия протекания металлургических реакций. При очень сильном перемешивании (10—16%) практически невозможно предотвратить воздействие на металл кислорода и влаги воздуха. Шлаковые частицы на-

По сравнению с другими технологическими процессами получения изделий сварочный процесс имеет специфические особенности, которые оказывают более сильное влияние на свойства обрабатываемого материала. К ним относятся особенности термического воздействия, протекания металлургических процессов и механического воздействия.