Деполяризатора кислорода

ЧЕРНОВА КРИСТАЛЛ — стальной кристалл, имеющий дендритное строение (см. Дендрит). Назван по имени рус. учёного Д. К. Чернова (1839—1921), к-рый первым обнаружил дендритную структуру стали.

Все литые металлы и сплавы, не подвергнутые обработке, обнаруживают литую структуру, известную еще под названием «закристаллизованная» или «первичная структура». Зерно закристаллизованной структуры, особенно у сплавов с образованием твердого раствора, выявляется в иных условиях травления, чем зерен-ные структуры сплавов, подвергнутых обработке. Однако в первичной структуре также могут быть выявлены границы и поверхность зерен, фигуры травления. В литых сплавах выявляют дендритную структуру, типичную для твердого раствора. Зерна по составу не однородны, при кристаллизации центральная зона (начало кристаллизации) имеет иной состав, чем внешняя часть (конец кристаллизации). Это явление называют ликвацией твердого раствора. Изменение концентрации происходит постепенно. Химическая неоднородность кристалла зависит от диффузионной способности взаимодействующих легирующих элементов. У многокомпонентных сплавов неоднородность твердого раствора определяется примесными и легирующими элементами, имеющими самые низкие коэффициенты диффузии, например фосфор в технических железных сплавах. Инертность фосфора настолько велика, что несмотря на у -»- а-превращение и на дополнительный выравнивающий отжиг (диффузионный отжиг), первичная структура (дендриты

Травитель 14 [1 г CuSO4; 100 мл Н2О]. По данным Белинского [20], 1%-ным раствором сульфата меди можно выявлять дендритную структуру в сталях с содержанием 0,1 —1,3% С. Этот тра-витель не используют в металлографической практике, так как он дает, как правило, слабоконтрастные картины травления.

Травитель 7 [10 мл НО; 5 г СиС12; 100 мл спирта, 100 мл Н2О]. Некоторые кислотные растворы для травления, содержащие соли меди, также пригодны для выявления макроструктуры качественной стали. Травитель, рекомендованный Каллингом [6], выявляет первичную (дендритную) структуру и аустенит в хромоникелевых сталях.

Травитель За [3 мл НС1; 97 мл этилового спирта]. Травитель 36 [2 мл НС1;10 г СиС12; 10 мл НаО]. По данным Беляева [5], структура закаленных марганцовистых сталей хорошо выявляется путем предварительного травления в реактиве За и окончательного травления в реактиве 36. Возникающий при этом прочно сцепленный осадок меди растворяется насыщенным водным раствором аммиака с добавкой пероксида водорода, при этом можно выявлять первичную дендритную структуру.

В ковком (американском) чугунес черной сердцевиной дендритная структура отчетливо выявляется раствором 3: проявляется картина первоначального белого ковкого чугуна, а зоны, которые соответствуют расположению ледебуритного цементита перед отжигом, остаются не окрашенными. В белых (европейских) ковких чугунах этот раствор не выявляет дендритную структуру. Поверхность шлифа одновременно темнеет вплоть до окисленных крайних зон, но при этом не наблюдается никакого различия в строении, так же как у всех других марок чугуна.

?ёЛьн6сть травления составляет 60 мин tit]. Для литых сплавов в результате штрихового травления можно установить дендритные прорастания (дендритную структуру), принадлежность ячейки к определенной области ориентации; для деформируемых сплавов—преимущественную ориентацию (текстуру) и явления рекристал* лизации на деформированном материале (рис. 76).

Этот раствор позволяет хорошо протравливать поверхности деталей, отлитых как в кокиль, так и в песчаные формы. Для макрошлифов достаточно обрабатывать их до среднего класса чистоты. На полированных образцах можно выявлять дендритную структуру, причем отдельные кристаллы недостаточно отчетливо отделяются один от другого.

исследованный в [67], был в литом состоянии и имел дендритную структуру, содержащую ГЦК А1 (матрица) и моноклинную Ali3Fe4 фазы (рис. 1.1 la) размерами более 10мкм. Сплав

Al-16%Fe имеет дендритную структуру еще более крупного размера (рис. 1.116'). После ИПД кручением в обоих сплавах сформировалась ультрамелкозернистая структура в матрице со средним размером зерен около ЮОнм (рис. 1.12). При этом, как показала энергодисперсионная спектроскопия, А1 фаза представляла собой твердый раствор, содержащий от 1,34 до 2,24 вес. % (от 0,65 до 1,10ат.%) Fe [67] (рис. 1.13). В то же время ден-дриты фазы AlisFe4 частично трансформировались в округлые частицы размером около микрометра, а частично растворились, образуя твердый раствор.

Весьма интересны процессы старения в сплавах системы А1-Fe, компоненты которой взаимно нерастворимы в обычном состоянии, но формируют пресыщенный твердый раствор после интенсивной деформации (гл. 1) [67]. Например, сплав Al-ll%Fe в исходном литом состоянии имел дендритную структуру, содержащую матричную фазу А1, имеющую средний размер около 15 мкм, и дендриты фазы А1хзРе4 с моноклинной структурой. После ИПД наблюдали однородную ультрамелкозернистую структуру, в которой А1 матрица имела средний размер зерен около 100 нм, а фаза

2) удаление из электролита деполяризатора — кислорода, например деаэрация или обескислороживание питательной воды паровых котлов или воды охлаждающих систем;

путем обдувки стали дробью, обкаткой роликом, что снижает опасность растягивающих циклов переменных напряжений; в) тщательной обработкой поверхности металла, например полировкой, для уменьшения количества дефектов на ней (кривая 5 на рис. 235); г) нанесением защитных смазок (кривая 4 на рис. 235), анодных металлических защитных покрытий — цинковых (кривая 2 на рис. 235) «ли кадмиевых; д) азотированием сталей (см. табл. 18); е) удалением катодного деполяризатора — кислорода из нейтральных электролитов или введением в электролит замедлителей

Зависимость скорости коррозии железа и углеродистых сталей от концентрации хлоридов и сульфатов нейтральных растворов имеет вид кривых с максимумом (см. рис. 242), зависящим от природы растворенной соли. С ростом концентрации солей увеличивается концентрация ионов хлора, сульфата и аммония, активирующих и облегчающих анодный процесс, и уменьшается растворимость деполяризатора кислорода (см. рис. 162), что затрудняет протекание катодного процесса. В каком-то интервале концентраций сильнее сказывается первый эффект, а затем преобладает второй.

участков 5к2, практически равной в большинстве случаев диффузионного контроля процесса общей поверхности металла катодного контакта S2. Таким образом, эффективность ускоряющего действия металла катодного контакта на коррозию основного металла в условиях контроля процесса диффузией катодного деполяризатора (кислорода) определяется только величиной поверхности металла катодного контакта S2- Этим, в частности, объясняется близость значений скорости коррозии стали СтЗ в контакте со сталями Х17, Х18Н9Т и бронзами при одинаковой поверхности катодных контактов (см. табл. 53).

Начальные участки поляризационных кривых (рис. 293) указывают на преобладание катодного контроля при коррозии железа в расплаве NaCl, а значение энергии активации катодного процесса в этой области (18 ккал/моль — рис. 294) близко к значению энергии активации вязкости NaCl (13 ккал/моль), что указывает на контроль катодного процесса диффузией основного деполяризатора (кислорода) к катоду, скорость которой в значительной мере зависит от вязкости расплава.

При равномерном начальном распределении кислорода в электролите можно положить с (х) — с0 (х) = const, и тогда поляризация уменьшается по глубине трещины как In [1 — а ехр (-^-ах) ], т. е. затухает медленнее, чем плотность тока / (х). С течением времени равномерное распределение деполяризатора (кислорода) нарушается из-за неодинакового потребления различными участками трещины и устанавливается режим стационарной диффузии кислорода в трещину из окружающего электролита, определяемой потоком деполяризатора:

При равномерном начальном распределении кислорода в электролите можно положить с (х) — с0 (х) = const, и тогда поляризация уменьшается по глубине трещины как In [1 — а ехр ( — ах) ], т. е. затухает медленнее, чем плотность тока / (х). С течением времени равномерное распределение деполяризатора (кислорода) нарушается из-за неодинакового потребления различными участками трещины, и устанавливается режим стационарной диффузии кислорода в трещину из окружающего электролита, определяемой потоком деполяризатора:

Часто имеющим место на практике случаем контактной коррозии является образование пар дифференциальной аэрации. Пары дифференциальной аэрации образуются, когда вследствие различной скорости катодного процесса на разных участках металлоконструкции, изготовленной из одного и того же металла, реализуется различный потенциал свободной коррозии. Этот вид коррозии характерен для подземных сооружений, когда катодная реакция протекает в условиях диффузионных ограничений подвода основного деполяризатора — кислорода. Различия в концентрации кислорода, как правило, обусловлены пролеганием сооружений в грунтах с различными свойствами.

Коррозионная агрессивность спиртовых растворов определяется как наличием катодного деполяризатора - кислорода, так и присутствием примесей.

где iD—плотность тока (а/см2); п — число электронов, ассимилирующихся при катодной реакции; R — газовая постоянная (эрг• град'1 моль'1); N — число Авогадро 6,022 • 102s; tj — коэффициент вязкости среды (дин-сек-см~2); г — радиус молекул кислорода (см); F—константа Фара-дея; 8 — толщина диффузионного слоя (см); с — концентрация деполяризатора — кислорода (молъ-см~3).