Скоростей окисления

При сварке низкоуглеродистых горячекатаных (в состоянии поставки) сталей при толщине металла до 15 мм на обычных режимах, обеспечивающих небольшие скорости охлаждения, структуры металла шва и околошовной зоны примерно такие, как было рассмотрено выше (рис. 109). Повышение скоростей охлаждения при сварке на форсированных режимах металла повышенной толщины, однопроходных угловых швов, при отрицательных температурах и т. д. может привести к появлению в металле шва и околошовной зоны закалочных структур на участках перегрева и полной и неполной рекристаллизации.

В сталях без карбидообразующих элементов или с малым их содержанием преимущественное развитие получает первая тенденция, что приводит к смещению области частичной закалки в сторону меньших скоростей охлаждения. В сталях, легированных карбидообразующими элементами, возможно смещение области частичной закалки в сторону больших скоростей охлаждения вследствие проявления второй тенденции.

Поэтому при проверке пригодности принятого режима и определении температуры подогрева при сварке закаливающихся сталей достаточно использовать результаты стандартных испытаний стали по методике ИМЕТ-1 или валиковой пробы, на основании которых можно получить зависимости изменения конечных механических свойств металла околошовной зоны от скорости охлаждения и длительности пребывания выше Acs. По этим данным можно установить интервал скоростей охлаждения, ограничивающий область частичной закалки стали в зоне термического влияния, и выбрать расчетное значение по допускаемому проценту мартенсита в структуре и благоприятному сочетанию механических свойств.

тур. Скорость охлаждения при наплавке валика на массивное тело при температуре минимальной устойчивости аустенита Тт в точках, расположенных на оси шва (они незначительно отличаются от скоростей охлаждения металла зоны термического влияния, нагревавшейся до температуры 700 РС и выше),

Таким образом, для определения длительности нагрева выше температуры Т сначала рассчитывают максимальную температуру ^тах» Д° которой нагревался металл в данной точке. Затем вычисляют безразмерную температуру е и по номограмме рис. 120 находят /з или /2. После этого, определив предварительно qn, соответствующую принятому режиму сварки или наплавки, по формуле (48) или (49) определяют длительность нагрева ta. Многочисленные исследования позволили определить диапазон скоростей охлаждения металла зоны термического влияния А^охл> в котором не возникают трещины и получается удовлетворительное сочетание механических свойств (табл. 61).

Полученная температура предварительного подогрева должна быть проверена и откорректирована путем определения действительных скоростей охлаждения шохл при сварке на принятых режимах и сопоставления результатов расчета с рекомендуемым для данной марки стали диапазоном допустимых скоростей охлаждения.

Если сталь перед сваркой подвергают термообработке, но после сварки отпуск невозможен из-за крупных размеров конструкции, то сталь дайной марки можпо использовать для изготовления такой конструкции только в том случае, если не предъявляется жестких требований к равнопрочности сварного соединения и основного металла в условиях статического нагружения. Для обеспечения свойств сварного соединения, гарантирующих требуемую его работоспособность, критерием необходимой температуры подогрева будет диапазон скоростей охлаждения Дц>0пт, обеспечивающий необходимый уровень механических свойств в околошовной зоне.

Влияние скорости охлаждения па структуру металла шва и околошовной зоны может быть охарактеризовано схемой, представленной на рис. 153. В случае низких скоростей охлаждения в чугунном шве и участке околошовной зоны может быть обеспечено сохране-при определенном его составе охл обозначено наибольшее

В первую очередь следует выяснить, как влияет скорость охлаждения на температуру образования мартенсита. Опытами было показано, что при непрерывном охлаждении аустенита при скорости от УК (для углеродистой стали она примерно составляет 150 град/с) до сверхвысоких скоростей охлаждения (~ 10000 град/с) не удалось снизить температуры начала мартенситного превращения.

Диаграммы состояния, построенные по экспериментальным данным, не отвечают состоянию истинного равновесия, так как получены в условиях реальных скоростей охлаждения. Однако они качественно согласуются с диаграммами состояния, построенными исходя из термодинамических условий равновесия фаз, и поэтому к ним можно применять общие условия равновесия фаз, в том числе и правило фаз.

Для описания превращений в сплавах в условиях реальных скоростей охлаждения и определения характера образующихся структур нужно, кроме равновесной диаграммы состояния, знать механизм и кинетику процессов кристаллизации и превращений.

удается уменьшить скорость окисления в 100 раз, абсолютные значения жаростойкости остаются все же намного ниже, чем у сплавов системы Fe—Ni. Сравнение скоростей окисления рассматриваемых материалов показывает, что если сплавы на основе ниобия еще можно в ограниченной степени применять в окислительной среде, то сплавы на основе молибдена совершенно неработоспособны.

алюминиевых сплавов с оксидными пленками. Защитная способность, твердость, толщина, пористость, износостойкость анодных пленок зависят от состава электролита, режима анодирования, свойств обрабатываемых алюминиевых сплавов, состава наполнителя, применяемого для последующей пропитки пористой анодной пленки, а также от режимов термической обработки. Наиболее широкое распространение получил процесс анодирования в сернокислотном электролите (20 %-ная H2S04) при плотности тока 1-3 А/дм2. Продолжительность анодирования в большинстве случаев равна 1-1,5 ч. Рост толщины оксидной пленки определяется соотношением скоростей окисления и растворения ее в электролите, при этом тонкие пленки толщиной 10-15 мкм можно получать анодированием при температуре 293 К и плотности тока 1 —2 А/дм2. толстые пленки (около 100 мкм) - при температурах не выше 283 К и плотности тока 1-2 А/дм2. Для получения толстых оксидных пленок с оптимальными физик о-механическими свойствами необходимо поддерживать низкую температуру анодируемой поверхности, что достигается Таблица 31. Физико-химические свойства анодных пленок

му отношение толщин слоев определяется отношением констант скоростей окисления в виде

В поликристаллическом оксиде заметные механические напряжения могут появляться на границах отдельных кристаллов и кристаллографических плоскостей из-за разных скоростей окисления соседних зерен либо избирательного окисления. Наличие в металле включений, которые окисляются со скоростью, отличной от скорости окисления основного компонента, также может быть причиной возникновения дополнительных напряжений, способствующих растрескиванию и разрушению оксида.

Способ теплового травления основан на различии скоростей окисления структурных составляющих с неодинаковым химическим строением, например феррита, цементита, фосфида, а также на различии в ориентации выделившихся кристаллов. Рост анизотропного поверхностного слоя определяется кристаллографическим строением фаз, залегающих в свободном от обработки слое шлифа. Этот способ травления в конце XIX века предложил Мартене [11]. Позднее его применили Беренс [12] и Осмонд как для железа и стали, так и для меди и ее сплавов. Стид [13] и Вюст [14] применяли способ теплового травления для отличия фосфида железа от карбида железа (цементита). По имени Стида тройная фосфидная эвтектика получила название «стеадит».

Исследования окисления графита в атмосфере воздуха при низкой температуре (да 300° С) и воздействии реакторного облучения показали [233], что реакция идет как на поверхности графита, так и внутри пор и окисление зависит от скорости газового потока. Зависимость от времени общей потери массы в процессе окисления при 350 и 400° С предварительно облученных в реакторе образцов и образцов необлученных иллюстрирует рис. 5.2 [200]. Различие скоростей окисления облученного и не-

Зависимость общей потери массы от времени в процессе окисления при 300° С образцов графита (исходных и облученных нейтронами) как при воздействии у-квантов, так и без такого воздействия показана на рис. 5.5. Значения скоростей окисления лриведены в табл. 5.2.

Значения скоростей окисления фафита для различных радиационных воздействий

катализаторов йодатом и хлоратом гораздо ниже скоростей окисления броматом. Следовательно, бромат остается единственным окислителем в этом классе реакций.

Так, из сравнения скоростей окисления фуллеренов С60 и нанотрубок следует, что фуллерены окисляются при температуре примерно на 200 °С ниже, чем нанотрубки [56]. Углеродные наночастицы, имеющие форму неправильных многогранников, также окисляются быстрее, чем нанотрубки. Эти свойства позволяют путем окисления превратить катодный осадок в материал, содержащий преимущественно однослойные нанотрубки.

Уравнению (7.137) отвечает также и скорость окисления металлов. Значения констант скоростей окисления некоторых металлов приведены в табл. 7.20. Связь между количеством прореагировавшего вещества х и временем реакции т выражается уравнением