- Главная
- Химия
- Презентация по Химии "Защита зоны электродуговой сварки от окисления" - скачать смотреть
Содержание
- 2. Окисление В зоне сварки кислород является наиболее вредной примесью, так как окисляет элементы, которые входят в
- 3. Основными реакциями, происходящими в зоне сварки, являются реакции окисления и раскисления металла. Характерные условия металлургических реакций
- 4. Прямое окисление металла свободным кислородом газовой фазы в общем виде может быть представлено реакциями: nМе +
- 5. Поставщиком кислорода в сварочную ванну могут быть окислы, находящиеся на кромках свариваемого металла, на поверхности сварочной
- 6. Расположив элементы в ряд по мере уменьшения их сродства к кислороду, получим: для температуры 2300° С
- 7. Все кривые упругости диссоциации окислов металлов (см. рис. III.7) в рассматриваемом интервале температур расположены выше прямой,
- 8. Логарифмы упругости диссоциации свободных окислов
- 9. Из компонентов сварочных шлаков (флюсов и электродных покрытий) закись железа имеет наибольшую упругость диссоциации, являясь наименее
- 10. При наличии в металле нескольких элементов окисляться будет каждый из них, взаимодействуя с кислородом как газовой
- 12. Скачать презентацию
Слайд 2
Окисление
В зоне сварки кислород является наиболее вредной примесью, так как окисляет
Окисление
В зоне сварки кислород является наиболее вредной примесью, так как окисляет
элементы, которые входят в состав металла шва, и ухудшает его качество, образуя химические соединения — окислы. Окисление элементов, как правило, происходит за счет кислорода, содержащегося в шлаках и газах сварочной зоны. Окисление в меньшей степени может быть вызвано кислородом поверхностных окислов свариваемого металла (ржавчины, окалины). При случайном повышении длины дуги капли электродного металла могут окисляться кислородом окружающего воздуха.Возникновение заряженных частиц в дуговом промежутке обусловливается эмиссией (испусканием) электронов с поверхности отрицательного электрода (катода) и ионизацией находящихся в промежутке газов и паров. Электрическую дугу, используемую для сварки металлов, называют сварочной дугой.
Слайд 3
Основными реакциями, происходящими в зоне сварки, являются реакции окисления и раскисления
Основными реакциями, происходящими в зоне сварки, являются реакции окисления и раскисления
металла. Характерные условия металлургических реакций при сварке, как и при кристаллизации — высокая температура нагрева, относительно малый объем расплавленного металла, кратковременность процесса.
Кислород в атомарном состоянии образует с железом закись (FеО), окись (Fе2О3), а также закись-окись (Fе3О4). В жидком металле растворяется только закись железа. Остальные окислы находятся в виде шлаковых включений и всплывают на поверхности сварочной ванны.
Кислород в атомарном состоянии образует с железом закись (FеО), окись (Fе2О3), а также закись-окись (Fе3О4). В жидком металле растворяется только закись железа. Остальные окислы находятся в виде шлаковых включений и всплывают на поверхности сварочной ванны.
Слайд 4
Прямое окисление металла свободным кислородом газовой фазы в общем виде может
Прямое окисление металла свободным кислородом газовой фазы в общем виде может
быть представлено реакциями:
nМе + 02 = mMe п О 2 где т и п — численные коэффициенты формулы химических реакций; Ме — масса элемента металла; О2 — масса кислорода.
Химические реакции протекают до состояния равновесия между исходными веществами и продуктами реакции. О состоянии равновесия можно судить по константе равновесия &. Из закона действующих масс известно, что K=MemO2n/2/(MemOn) где МemО — соответственно содержание вмассе элемента Ме и кислорода в зоне реакции, %. Реакция окисления будет происходить тем интенсивнее, чем больше произведение концентраций, вступающих в реакцию веществ (в данной формуле значение числителя), по сравнению с равновесной. Если константа будет меньше равновесной, идет реакция восстановления металла из его окисла. Константа равновесия, выраженная через парциальное давление пара веществ, вступающих в реакцию,
nМе + 02 = mMe п О 2 где т и п — численные коэффициенты формулы химических реакций; Ме — масса элемента металла; О2 — масса кислорода.
Химические реакции протекают до состояния равновесия между исходными веществами и продуктами реакции. О состоянии равновесия можно судить по константе равновесия &. Из закона действующих масс известно, что K=MemO2n/2/(MemOn) где МemО — соответственно содержание вмассе элемента Ме и кислорода в зоне реакции, %. Реакция окисления будет происходить тем интенсивнее, чем больше произведение концентраций, вступающих в реакцию веществ (в данной формуле значение числителя), по сравнению с равновесной. Если константа будет меньше равновесной, идет реакция восстановления металла из его окисла. Константа равновесия, выраженная через парциальное давление пара веществ, вступающих в реакцию,
Слайд 5
Поставщиком кислорода в сварочную ванну могут быть окислы, находящиеся на кромках
Поставщиком кислорода в сварочную ванну могут быть окислы, находящиеся на кромках
свариваемого металла, на поверхности сварочной проволоки, в сварочном флюсе и покрытии электродов, а также растворяющиеся в металле химически активные шлаки, отдающие кислород металлу в результате обменных окислительно-восстановительных реакций. В железе, в сталях и сплавах на его основе хорошо растворяется только закись железа FeO. Растворенная в жидком металле шва закись железа, оставаясь в затвердевшем шве, ухудшает его свойства. Для удаления растворенного кислорода в металл вводят такие элементы, как Al, Ti, Si, Mn, образующие нерастворимые в жидкой стали окислы А1203, Ti02, Si02, МnО, которые всплывают в шлак. Лишь незначительное количество этих окислов в виде дисперсных частичек остается в металле шва.
Слайд 6
Расположив элементы в ряд по мере уменьшения их сродства к кислороду,
Расположив элементы в ряд по мере уменьшения их сродства к кислороду,
получим: для температуры 2300° С (стадия капли) — С, Zr, Al, Са, Ti, Mg, В, Mn, V, Si, Cr, Mo, W, Fe, Ni, Си; для температуры ^ 1700° С (в ванне) — Al, Са, Mg, Zr, С, Ti, В, Si, V, Mn, Cr, Mo, Fe, W, Ni, Си; для температуры кристаллизации металла стального шва — Са, Mg, Al, Zr, Ti, В, Si, V, Mn, С, Cr, Mo, Fe, W, Ni, Си. Если в сварочной ванне отсутствуют алюминий, титан и редкоземельные элементы, основными раскислителями являются кремний и марганец. В той или иной степени окисляется хром
Слайд 7
Все кривые упругости диссоциации окислов металлов (см. рис. III.7) в рассматриваемом
Все кривые упругости диссоциации окислов металлов (см. рис. III.7) в рассматриваемом
интервале температур расположены выше прямой, отвечающей парциальному давлению кислорода воздуха (например, при сварке незащищенной дугой или в защитной среде с таким же парциальным давлением кислорода). Это означает, что в данных условиях все металлы будут окисляться. Исключение составляют закись никеля и окись меди (см. табл. Ш.З) с упругостью диссоциации при температуре выше 2200° С большей парциального давления кислорода воздуха. Следовательно, при этой и более высоких температурах они будут самопроизвольно восстанавливаться из окисла. Благородные металлы, упругость диссоциации окислов которых значительно более высока, либо не окисляются вовсе (золото, платина), либо окисляются весьма слабо (серебро).
Слайд 8
Логарифмы упругости диссоциации свободных окислов
Логарифмы упругости диссоциации свободных окислов
Слайд 9
Из компонентов сварочных шлаков (флюсов и электродных покрытий) закись железа имеет
Из компонентов сварочных шлаков (флюсов и электродных покрытий) закись железа имеет
наибольшую упругость диссоциации, являясь наименее устойчивым окислом. Поэтому, чем больше окислов железа содержится в сварочном флюсе или покрытии электродов (например, системы Si02 — А1203 — СаО — MgO — CaF2 — MnO — FeO), тем выше его окислительная способность и тем интенсивнее будут протекать реакции окисления элементов расплавленного и контактирующего со шлаком металла.
Расположив элементы в ряд по мере уменьшения их сродства к кислороду, получим: для температуры 2300° С (стадия капли) — С, Zr, Al, Са, Ti, Mg, В, Mn, V, Si, Cr, Mo, W, Fe, Ni, Си; для температуры ^ 1700° С (в ванне) — Al, Са, Mg, Zr, С, Ti, В, Si, V, Mn, Cr, Mo, Fe, W, Ni, Си; для температуры кристаллизации металла стального шва — Са, Mg, Al, Zr, Ti, В, Si, V, Mn, С, Cr, Mo, Fe, W, Ni, Си. Если в сварочной ванне отсутствуют алюминий, титан и редкоземельные элементы, основными раскислителями являются кремний и марганец. В той или иной степени окисляется хром.
Расположив элементы в ряд по мере уменьшения их сродства к кислороду, получим: для температуры 2300° С (стадия капли) — С, Zr, Al, Са, Ti, Mg, В, Mn, V, Si, Cr, Mo, W, Fe, Ni, Си; для температуры ^ 1700° С (в ванне) — Al, Са, Mg, Zr, С, Ti, В, Si, V, Mn, Cr, Mo, Fe, W, Ni, Си; для температуры кристаллизации металла стального шва — Са, Mg, Al, Zr, Ti, В, Si, V, Mn, С, Cr, Mo, Fe, W, Ni, Си. Если в сварочной ванне отсутствуют алюминий, титан и редкоземельные элементы, основными раскислителями являются кремний и марганец. В той или иной степени окисляется хром.
Слайд 10
При наличии в металле нескольких элементов окисляться будет каждый из них,
При наличии в металле нескольких элементов окисляться будет каждый из них,
взаимодействуя с кислородом как газовой фазы, так и окислов элементов с более высокой упругостью диссоциации (например, FeO), причем с интенсивностью и конечным количественным результатом, зависящими не только от сродства этого элемента к кислороду, но и от исходного содержания его в металле. Вводя в металл более сильные раскислители, можно предотвратить либо по крайней мере в некоторой степени уменьшить выгорание того или иного легирующего элемента, необходимого для обеспечения требуемых свойств металла шва.