Поверхность взаимодействия

Взаимное внедрение неровностей контактирующих поверхностей обусловлено не только технологией их обработки, но и неоднородностью механических свойств. Поликристаллическому чистому металлу и сплавам свойственна неоднородность кристаллического строения и структурных составляющих, которые могут иметь различную твердость и разную ориентацию кристаллических зерен, выходящих на поверхность. Вследствие этого на отдельных площадках фактического контакта, начиная с малых нагрузок, происходит взаимное внедрение твердых составляющих и кристаллов, обращенных к поверхности "сильными" гранями, в менее твердые структурные составляющие.

При нагревании происходит разложение активаторов (например, хлористого аммония), выделяющиеся газы вытесняют из контейнера воздух и препятствуют окислению поверхности покрываемых деталей. В результате взаимодействия борсодержащей шихты с газовой средой образуются различные бороводороды и хлориды •бора, которые осуществляют перенос бора через газовую фазу на насыщаемую поверхность. Вследствие их диссоциации или восстановления водородом на поверхности насыщаемого изделия образуются активные атомы бора.

В результате воздействия излучения ОКГ на поверхности материала в месте фокусировки образуется окисная пленка темного цвета (при обработке нечерненной поверхности), имеющая коэффициент поглощения намного выше, чем исходная поверхность. В этих случаях при воздействии серии последовательных единичных импульсов излучения ОКГ, зоны которого смещены относительно друг друга на величину шага обработки, в каждой последующей зоне после первой наблюдается неравномерный нагрев. Та часть излучения, которая попадает на окисленную под действием предыдущего импульса поверхность, нагревает материал до более высокой температуры (вплоть до температуры плавления), чем излучение, которое воздействует на исходную поверхность. Вследствие этого формирование упрочненного слоя по глубине происходит неравномерно. Во избежание этого упрочнение целесообразно производить в среде защитного газа, например, аргона. При этом также улучшается внешний вид обработанной поверхности.

Опасность биметаллической коррозии алюминия в наружной атмосфере может также возникнуть, если металл соприкасается с водой, содержащей медь, так что на алюминиевой поверхности осаждаются маленькие частички меди, образуя микрокатоды. Тогда поверхность вследствие биметаллической коррозии может становиться шероховатой, а цвет ее под влиянием продуктов коррозии изменяется. Этот тип коррозии может возникать также, если поверхность загрязнена сажей.

Для заполнения зазора используются ферромагнитные порошки из карбинольного железа (с частицами диаметром 0,004— 0,008 мм) или порошки, полученные распылением расплавленного железа (с частицами размером до 0,1—0,2 мм). Химический состав железа особой роли не играет. Желательны более крупные частицы, так как они имеют меньшую поверхность, вследствие чего их химическая активность и склонность к слипанию уменьшаются. Для предотвращения слипания ферромагнитного порошка и его окисления порошок можно смешивать с дополнительными компонентами — жидкими (высококачественные минеральные масла) или твердыми (немагнитные порошки — двуокись молибдена, окись цинка, двуокись кремния и т. п.). Применение графита и талька дало неудовлетворительные результаты.

Окисное травление (метод цветов побежалости) основано на неравной скорости окисления структурных составляющих сплава при нагреве. Образец нагревается до температуры, соответствующей определённому цвету побежалости, выдерживается при этой температуре 10—15 мин. и затем просматривается под микроскопом. Окисленная поверхность вследствие интерференции света приобретает различную окраску в местах, соответствующих различным структурным составляющим. Данный вид травления с успехом применяется для многофазных сплавов, трудно поддающихся травлению другими методами.

•окислителя и горючего (ос = 1,0). Кислород не расходуется цели-тгом в зоне с а = 1,0, часть его проникает через эту зону в сторону стенки и вступает в реакцию горения при а < 1,0 с пропаном и продуктами его термического разложения (так как только при а < 1,0 в равновесном составе продуктов горения может находиться окись углерода). В начальных сечениях пограничного слоя окислитель, проникающий через «фронт» пламени, не расходуется целиком и во всей области между стенкой и «фронтом» пламени; часть его остается в этой области в свободном состоянии даже у са-АЮЙ стенки. По мере увеличения длины канала (проницаемой стенки) увеличивается толщина пограничного слоя, и проникший через «фронт» пламени кислород успевает прореагировать с горючими газами при а, < 1,0 (концентрации кислорода у стенки падают до нуля; окись углерода присутствует в значительных количествах). Каков возможный механизм проникновения окислителя через поверхность с а = 1,0? При диффузионном перемешивании горю-'чего с окислителем устанавливается обязательно неразрывная поверхность с а = 1,0. Турбулентные пульсации газа хаотически искривляют и вытягивают эту поверхность, вследствие чего гра-

пламени. В тех местах, где градиенты -т— и —=—будут малы, может произойти полное сгорание (или почти полное) горючего и окислителя; там где эти градиенты велики, окислитель и горючее могут взаимно продиффундировать через поверхность с а =1, частично или целиком не прореагировав. Наконец, если турбулентными пульсациями поверхность с а — 1 переместится непосредственно к стенке, горение может прекратиться вследствие отвода тепла от зоны горения в стенку, т. е. «фронт» горения окажется разорванным, и кислород, не вступая в реакцию горения с пропаном, проникнет к стенке. Вероятность этого механизма будет наибольшей в начальных сечениях пограничного слоя.

Метод раннего наблюдения, предложенный Ж. Крапе и Д. Балажа [35], предусматривает регистрацию сигнала АГ в моменты времени т « хт (см. п. 4.1.2). Очевидно, что при этом отношение сигнал/шум меньше, чем при оптимальном наблюдении; следовательно, данный способ применим для дефектов, создающих сигналы АТ(х) достаточно большой величины (т.е. для больших или неглубоко расположенных дефектов). Его основным преимуществом является хорошее воспроизведение формы дефектов в их проекции на контролируемую поверхность вследствие относительно низкой интенсивности объемной диффузии тепла. Применительно к алюминиевым и углепластиковым самолетным конструкциям метод раннего наблюдения обеспечивает качество термо-

Важно отметить что жаропрочные материалы работают при раз личных схемах нагружения статических растягивающих, изгибающих или скручивающих нагрузках динамических переменных нагрузках раз личной частоты и амплитуды термических нагрузках вследствие изме нении температуры динамическом воздействии скоростных газовых по токов иа поверхность

Взаимное внедрение неровностей контактирующих поверхностей обусловлено не только технологией их обработки, но и неоднородностью механических свойств. Поликристаллическому чистому металлу и сплавам свойственна неоднородность кристаллического строения и структурных составляющих, которые могут иметь различную твердость и разную ориентацию кристаллических зерен, выходящих на поверхность. Вследствие этого на отдельных площадках фактического контакта, начиная с малых нагрузок, происходит взаимное внедрение твердых составляющих и кристаллов, обращенных к поверхности "сильными" гранями, в менее твердые структурные составляющие.

возникает необходимость в предварительной подготовке исходного сырья — угля, нефти с целью его обессеривания либо для того, чтобы не было спекания в газогенераторе. Спекание — характерная особенность битуминозных углей. При нагреве эти угли становятся липкими и плавятся, образуя пластичную массу; в результате уменьшается соотношение между площадью поверхности частиц угля и их объемом, а следовательно, уменьшается поверхность взаимодействия с газификационной средой. Такие угли нужно подвергать предварительной обработке, в ходе которой часть поверхности быстро окисляется, и это предохра-

Зарождение трещин происходит в зоне максимальных растягивающих напряжений, образующихся в вершинах пустот, расположенных вблизи поверхности металла и по границам зерен. Происходит раскрытие пустот, расположенных у поверхности, и процесс обезуглероживания резко ускоряется. Затем происходит соединение отдельных микрололостей, находящихся под высоким давлением метана и водорода. Развитие трещин обнажает свежую поверхность металла ,и молекулярный водород получает доступ к внутренним поверхностям поликристаллов резко увеличивается поверхность взаимодействия водорода с металлом. При этом снижается содержание углерода в поверхностных слоях и происходит межкристаллитное растрескивание структуры, что сопровождается снижением механических свойств металла.

При большей шероховатости увеличивается расстояние между магнитом и ферромагнитной основой изделия, вместе с тем уменьшается эффективная поверхность взаимодействия, что обусловливает большую погрешность измерения толщины покрытия.

Примем, что поверхность взаимодействия тел (площадка контакта) равна SK, а общие поверхности тел — Si и S2.

B сопловых аппаратах или трубах Вентури при значительных скоростях газового потока капли не могут сохранить сферическую форму. На рис. 2.13 показан кинокадр [2.60], полученный при скорости съемки 100 000 кадров/с, движения водовоздушного потока в трубе Вентури при скорости воздуха 80 м/с. Видно, что в горловом сечении капли приобретают форму парашютообразных мембран, причем межфазная поверхность взаимодействия на единицу объема \A3/AV возрастает чрезвычайно интенсивно. За минимальным сечением капли опять приобретают сферическую форму. На рис. 2.14 показано изменение межфазной поверхности взаимодействия АЛд/AF в единице объема среды вдоль тракта трубы Вентури по данным [2.60], Видно, что вблизи минимального сечения сопла сечение взаимодействия достигает максимума и затем уменьшается до нуля. Именно эта область вблизи горлового сечения сопла и определяет эффективность работы очистительных аппаратов, использующих в качестве элемента трубу Вентури. Нейман [2.60] для коэффициента массообмена (J и сечения взаимодействия А предложил эмпирическое соотношение

По фотографии было определено изменение радиуса капли во времени для трех скоростей капли. Авторы показали, что при скоростях 0,63 и 1,09 м/с, т. е. We3 < 80 (первоначальный размер капли 2,3 мм и Гст = = 400 °С), максимальное время взаимодействия составляет 12-10~3с, капля почти не расплющивается при ударе и плавно изменяет во времени свою поверхность взаимодействия со стенкой. При скорости 2,2 м/с (We3^> ]> 80) время соприкосновения уменьшается примерно в два раза и равно 6-Ю"3 с, максимальный радиус при ударе превышает первоначальный почти в два раза и резко уменьшается во времени при отскоке капли.

где F — поверхность взаимодействия; Сиас — концентрация растворяемого вещества в насыщенном состоянии; С — концентрация растворяемого вещества в данный момент времени; D — коэффициент диффузии; д — толщина диффузионного слоя.

из сети переменного тока через трансформатор 5 В ре зультате интенсивного перемешивания жидкого металла в индукционной печи контактная поверхность взаимодействия металла со шлаком практически неограничена, что обусловливает высокую степень очищения выплавляемого

из сети переменного тока через трансформатор 5. В результате интенсивного перемешивания жидкого металла в индукционной печи контактная поверхность взаимодействия металла со шлаком практически неограничена, что обусловливает высокую степень очищения выплавляемого

Контактная поверхность взаимодействия во многих случаях служит катализатором происходящей реакции. В этом случае процесс восстановления окислов является каталитическим. Катализаторами

Вместе с тем, ЭШП выгодно отличается от ВДП большими возможностями управления процессами, протекающими в плавильном пространстве. При ЭШП, в отличие от ВДП, источником теплоты служит не дуга, а шлаковая ванна (рис. 168), точно так же, как при ЭШС. Мелкокапельный перенос электродного металла," характерный для электрошлакового сварочного процесса, предопределяет развитие удельной поверхности контакта жидких металла и шлака при ЭШП. Установлено, например, что при ЭШС на обычных для этого процесса режимах в 1 сек через шлаковую ванну проходит примерно 10 капель средним диаметром Рис- 168- Схе_ма электрошлакового около 5 мм и весом 0,5 г 16]. Это значит, что удельная поверхность взаимодействия металла и шлака, еще до попадания отдельных капель электродного металла в металлическую ванну, достигает 0,160 ж2 на 1 кг металла или 160 ж2 на 1 т жидкой стали. Известно, что при плавке металла в обычных печах такие показатели никогда не достигаются. Подсчитано, что при ЭШП расходуемых электродов диаметром 200— 300 мм, несмотря на больший размер капель, по сравнению с ЭШП проволокой диаметром 3 мм, удельная поверхность контакта жидких металла и шлака достигает 300 ж2 на 1 m металла. Это обстоятельство, естественно, создает возможности для весьма, эффективного рафинирования металла при наличии шлака соответствующего состава.

Кинетика процесса определяется образованием жидкой фазы (при 1400° С и выше), которая обеспечивает большую поверхность взаимодействия между окислом и углеродом. По мере повышения температуры наблюдаются улучшение кристаллизации карбида кремния и рост его зерен. При температурах 2000—2200° С SiC имеет гексагональную кристаллическую решетку.