Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Топ:
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Интересное:
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Дисциплины:
2017-05-23 | 610 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
При наличии свободного кислорода в газовой фазе над сварочной ванной, он взаимодействует с жидким металлом по реакции
. (13)
Кроме того, вследствие высокой температуры столба дуги, наряду с молекулярным над сварочной ванной обязательно присутствует атомарный кислород. В этом случае окисление металла идет по реакции
. (14)
Причем реакция (14) идет более интенсивно, чем реакция (13).
Рассмотрим простейший случай окисления металла газообразным кислородом при сварке плавлением. В простейшем виде (для FeO, NiO и других оксидов) реакция (13) примет вид
. (15)
Реакция обратима и может идти как в сторону окисления (с выделением теплоты), так и в сторону восстановления (с поглощением Q). Направление реакции определяется стремлением системы к равновесию и задается соотношением температуры и давления. Равновесие реакции определяется константой равновесия.
(16)
Где - равновесное парциальное давление кислорода, называемое упругостью диссоциации оксида и характеризующее его химическую прочность при данной температуре.
Когда металл и оксид являются конденсированными фазами и не находятся в растворе константа равновесия (16) выражается одним парциальным давлением кислорода:
или .
В рассматриваемом случае значение упругости диссоциации оксида позволяет судить о том, каковой является среда по отношению к металлу: нейтральной, окислительной или восстановительной. Так если текущее парциальное давление кислорода в газовой фазе над сварочной ванне равно , то газовая фаза по отношению к металлу нейтральна; при > газовая фаза окислительная; при < газовая фаза восстановительная.
Упругость диссоциации различных оксидов, наиболее часто встречающихся при сварке, существенно зависит от температуры. Элемент , имеющий большое сродство к кислороду, чем , может обеспечить протекание обменных реакций вида (10). Т.е. элементы с большим средством к кислороду являются раскислителями для оксидов элементов с меньшим сродством к кислороду.
|
При сварке наиболее часто идет взаимодействие металлов в растворах, причем их оксиды также присутствуют в растворах (например в жидком шлаке). В этом случае упругость диссоциации оксида для реакции (15) выражается как
,
где и - соответственно активности оксида и металла.
Заменив на (упругость диссоциации чистого оксида), получим
.
Если раствор насыщен оксидом металла, то и тогда имеем
(17)
Активности меняются не строго согласно изменению концентраций, т.к. понятие термодинамической активности определяется как отношение давления пара данного вещества над раствором к давлению пара над чистым веществом при той же температуре. В термодинамических расчетов применяют коэффициент активности, представляющий собой отношение активности к концентрации:
,
где - концентрация вещества в растворе в мольных долях;
- термодинамическая активность вещества.
Упругость диссоциации оксида железа в зависимости от абсолютной температуры описывается уравнением
Расчеты равновесных концентраций кислорода в газовой фазе при различных содержаниях оксида железа в жидком металле для интервала температур от 1813 до 2573К свидетельствуют о том, что даже незначительное парциальное давление кислорода (концентрация) в газовой фазе может вызвать окисление жидкого металла.
Таким образом, при дуговой сварке необходимо принимать меры к ограничению парциального давления в газовой фазе над сварочной ванной, особенно если есть ограничения по его содержанию в наплавленном металле. Например, для сварных конструкций, работающих в условиях Крайнего Севера.
Окисление сварочной ванны поверхностными оксидами.
При сварке сталей такими оксидами являются окалина и ржавчина. В сварочной ванне высшие оксиды железа будут раскисляться жидким железом по реакциям:
|
(18)
(19)
Константы равновесия этих реакций (рассчитанные С.Т. Ростовцевым)
говорят о возможности реакций (18) и (19) слева направо в интервале температур сварочной ванны. Образующийся в результате реакций оксид железа будет распределяться между металлом и шлаком в соответствии с константой распределения.
Экспериментальные данные (получены К.В. Любавским) свидетельствует, что при сварке низкоуглеродистой стали под флюсом ОСЦ-45 при зачищенных кромках содержание кислорода в металле шва составляет 0, 035 %, а при сварке по кромкам с окалиной – достигает 0,055 %.
|
|
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!