Поверхностной обработке

Количество диффундирующего элемента т, поступающего из насыщающей среды к поверхности металла, пропорционально: разности предельной концентрации на поверхности спред и поверхностной концентрации в данный момент времени (с0)т, площади поверхности S и времени т, т. е.

А. Н. Фрумкиным и его школой теория замедленного разряда была усовершенствована (1933 — 1950 гг.) введением в кинетическое уравнение (533) вместо объемной CH+ поверхностной концентрации CH+ и учетом влияния на эту концентрацию и энергию активации процесса Q2 строения двойного электрического слоя через величину г]^, т. е.

Критический потенциал коррозионного растрескивания — это такой потенциал, выше которого происходит адсорбция разрушающих ионов, а ниже — их десорбция. В принципе, он может быть как отрицательнее, так и положительнее коррозионного потенциала. Ингибирующие анионы, сами не вызывающие растрескивания, конкурируют с разрушающими ионами за адсорбционные места; требуется приложить более высокий потенциал для достижения поверхностной концентрации разрушающих ионов, достаточной для адсорбции и растрескивания. Когда под воздействием ингибирующих ионов критический потенциал становится выше потенциала коррозии, растрескивание прекращается, потому что разрушающие ионы больше не могут адсорбироваться. Механизм конкурентной адсорбции сходен с ранее описанным механизмом питтингообразования, критический потенциал которого также сдвигается в положительном направлении в присутствии посторонних анионов (разд. 5.5.2).

Чувствительность ЭОС зависит от отношения сигнала к шуму и от анализируемого элемента и обычно составляет 0,1-1%, что соответствует поверхностной концентрации 10"-1012 ат/см2.

В работе [31] была предложена физико-математическая модель процесса атмосферной коррозии и оценены скорости коррозионного разрушения металлов и покрытий на их основе с учетом факторов, оказывающих наибольшее влияние на процесс коррозии: температуры, продолжительности существования фазовой пленки на металлах, поверхностной концентрации хлоридов и концентрации сернистого газа, а также были получены значения коэффициентов коррозии различных металлов в атмосферных условиях.

С ростом объемной концентрации ингибитора плотность упаковки и относительная доля адсорбированных частиц, входящих в кластеры, будут увеличиваться, хотя в случае одноименно заряженных ингибиторов из-за значительных сил отталкивания достигается лишь кажущееся насыщение, далекое от истинного. Образованию кластеров будет способствовать и повышение заряда металла, противоположного по знаку заряду адсорбирующихся частиц. Так, например, для катионных ингибиторов смещение потенциала в отрицательную сторону будет благоприятствовать уплотнению поверхностной структуры и образованию кластеров. Повышение поверхностной концентрации в результате роста объемной концентрации или соответствующего сдвига потенциала может привести к изменению ориентации адсорбированных частиц и угла их наклона по отношению к поверхности раздела с соответствующим изменением ингибирующего эффекта [20].

Таким образом, величина К в выражении для у4 (48) в зависимости от характера протекания анодной реакции растворения металла и значений кинетических параметров изменяется в пределах от 3,3 до 11,0, а показатели степени в уравнениях (45) и (46), определяющих У! и у2,— от V4 до V2 и от V2 до 3/4 соответственно. Поэтому очевидно, что кинетический эффект (частные коэффициенты торможения У[ и у2) может играть заметную роль лишь при низких концентрациях добавок, т. е. в области малых заполнений поверхности, когда токи обмена сильнее всего изменяются с ростом заполнения вследствие исключения наиболее активных центров, вытеснения катализатора и т. д. При дальнейшем повышении содержания ингибитора вклад кинетических коэффициентов торможения уменьшается, так как отношение токов обмена входит в степени, меньшие единицы. Так, например, если ток обмена по металлу в присутствии ингибитора уменьшается в 1000 раз по сравнению с исходным раствором, то величина yj (показатель степени равен V3) составит 10. Примерно то же можно сказать и о величине у2. Напротив, роль у4 с ростом поверхностной концентрации, которая при полярных или заряженных частицах почти линейно связана с Ai)^, возрастает и уже при относительно малых значениях Дг]^ может в 10 раз и более превосходить величины yt и у2. При наибольших заполнениях существенным становится вклад у з= (1 — в)"1. Поэтому величину коэффициента торможения в довольно широком интервале концентраций ингибитора можно с достаточным приближением (пока действует предполагаемый механизм ингибирования) приравнять произведе-

Рис. 8. Изменение диаметра d и поверхностной концентрации А/А частиц по

Результаты этих опытов позволяют выяснить, какая из примесей вызывает разрушение усов. Обработка раствором А приводит к образованию продукта реакции на .поверхности как усов СТН, так и усов TFI. В случае усов СТН уменьшается содержание кремния и группы элементов Na + K+Ca, а из усов TFI удаляется только кремний (поскольку в них мала концентрация Na + K+ + Са). Продукты реакции подобны в обоих случаях, они растворимы в воде и взаимодействуют с усами в процессе отжига при 1373 К- Следовательно, продукт реакции, вероятно, в обоих случаях содержит одну и ту же примесь (кремний). Отмыв в воде продукт реакции с поверхности, можно отжигать усы СТН и TFI при 1373 К в течение 17 ч без заметной коалесценции второй фазы или разрушения усов. Отсюда следует, что для того, чтобы усы оставались стабильными при 1373 К, концентрация кремния должна быть менее 0,15%. Количество продукта реакции при взаимодействии с кислотами в каждом случае можно определить из данных о поверхностной концентрации частиц и средней площади одной частицы. Суммарная площадь продукта реакции на 1 мкм2 уса составляет 0,32 мкм2 для усов СТН и 0,23 мкм2 для TFI. Такая оценка приближенна, поскольку в расчет не принимаются обособленные от усов частицы. Повышенное количество продукта реакции на усах СТН определенно связано с большей концентрацией в них кремния.

и повышают их поверхностную концентрацию по сравнению с тем случаем, когда разряду подвергаются лишь ионы гидроксония. Другая возможность [41], которая также приводит к повышению поверхностной концентрации атомов водорода и облегчению его вхождения в металл, связана с реакцией

Концентрация катализатора является функцией поверхностной концентрации молекул сероводорода

16.8. Коэффициенты влияния упрочнения Kv при поверхностной обработке *

При газопламенной обработке (сварке, резке, поверхностной обработке, пайке) в качестве источника тепла используется газовое пламя — пламя горючего газа, сжигаемого для этой цели в кислороде в специальных горелках.

В работе [9] также отмечены максимумы изменения энергии разрушения двух других полимерных систем, а именно эпоксидная смола — стекло и полиэфирная смола — стекло. Авторы [9J показали, что энергия разрушения зависит от степени связи по границе раздела стеклянных шариков и полимерной матрицы. Степень этой связи изменялась перед изготовлением композита путем предварительной обработки стеклянных шариков различными способами. Наибольшие значения энергии разрушения были получены при предварительной поверхностной обработке шариков составом, который применяется для облегчения выемки изделия из формы, что приводило к наиболее слабой связи по поверхности раздела. При увеличении прочности межфазных связей другими составами были получены более низкие величины энергии разрушения. На рис. 1 приведены аналогичные результаты для системы эпоксидная смола — стекло. Авторы [9] объяснили эти результаты образованием большей площади поверхности вследствие нарушения связи стеклянных шариков с матрицей в процессе возникновения трещины.

обработки давал среднюю статическую прочность примерно 7600 фунт/дюйм2 (53 Н/мм2), а после 107 циклов усталостная прочность превышала 4500 фунт/дюйм2 (31 Н/мм2). Лишь ограниченное количество усталостных данных удалось получить при другой поверхностной обработке волокон типа I, которая обеспечивала статическую прочность выше 8000 фунт/дюйм2 (55 Н/мм2), но при этом разрушения не имели вид явного межслойного сдвига.

Углеродистые стали широко применяются в машиностроении. Так, например, стали 30 и 35 используются для изготовления деталей, испытывающих небольшие напряжения: осей, валиков, шпинделей, тяг, рычагов и т. д. Стали 40 и 45, имеющие более высокие прочностные характеристики, применяются для изготовления коленчатых валов, шатунов, зубчатых колес, маховиков, головок цилиндров, осей прокатных валов и для других нормализуемых, улучшаемых и подвергаемых поверхностной обработке деталей, от которых требуется повышенная прочность.

Технологические операции.В процессе изготовления деталей аустенитные хромоникелевые коррозионно-стойкие стали подвергаются различным технологическим операциям: нагреву, сварке, деформации, поверхностной обработке и т. д. Все эти воздействия могут вызвать в металле изменения, влияющие на его восприимчивость к МКК-

Обычно детали из коррозионно-стойких сталей подвергаются поверхностной обработке: абразивной зачистке, шлифованию, полированию, травлению и т. д. Эти виды обработки также влияют на восприимчивость металла к МКК. Роль поверхностной обработки состоит в создании или устранении наклепанного слоя. Наличие такого слоя, созданного зачисткой, шлифованием и т. п., уменьшает в результате дробления зерен восприимчивость к МКК.

Образцы для измерения электродных потенциалов (рис. 2.5) должны подвергаться специальной поверхностной обработке [9]; механической зачистке на наждачной бумаге или полировке; катодному восстановлению в рабочем растворе или «потенциостатической стандартизации» поверхности.

Коэффициенты р, равные отношению предела выносливости образца, подвергшегося поверхностной обработке и испытанного затем в коррозионной среде, к пределу выносливости образца, не подвергшегося поверхностной обработке и испытанного при отсутствии воздействия коррозии, представлены в табл. 23 для различного рода электролитических покрытий и для других способов поверхностной обработки (азотирование, металлизация алюминием, обкатка роликом и т. д.).

условиях коррозии.Коэффициенты (5, равные отношению предела выносливости образца, подвергшегося поверхностной обработке и испытанного затем в коррозионной среде, к пределу выносливости образца, не подвергшегося поверхностной обработке и испытанного при отсутствии воздействия коррозии, представлены в табл. 24 для различного рода электролитических покрытий и для других способов поверхностной обработки (азотирование, металлизация алюминием, обкатка роликом и т. д.).

Лля повышения долговечности рекомендуется дополнительно к основной термообработке подвергать штоки поверхностной обработке т.в.ч. на глубину не больше 3—5 мм на сторону в зависимости от диаметра. После чистовой токарной обработки целесообразно подвергать штоки накатке по цилиндрической части и конусам.