Новая химия » Хромирование стальных изделий » Наводороживание стали

Наводороживание стали

Страница 1

Диффузиию водорода сквозь железо впервые наблюдал французский ученый Л. Кайэте, когда часть водорода, выделяющегося на наружной поверзности цилиндрического стакана, герметично закрытого с торцов и погруженного в раствор серной кислоты, проникала во внутреннюю полость. При катодной поляризации цилиндра диффузия водорода увеличивалась и происходила вплоть до давлений в 2 МПа внутри цилиндра [21].

Суммарная реакция выделения водорода (1.4) включает в себя несколько стадий: разряд (1.5), рекомбинацию (1.6) и электрохимическую десорбцию (1.7) [22].

H3O+ + e → ½ H2 + H2O, (1.4)

H3O+ + e → Hад + H2O, (1.5)

Hад + Hад → H2, (1.6)

Hад + H3O+ + e → H2 + H2O. (1.7)

На основании многочисленных исследований, можно полагать, что водород растворяется в окто- и тетрапорах кристаллической решетки металлов в ионизированном состоянии, скапливается в порах и других дефектах кристаллической решетки в молекулярной форме, вступает в химическое взаимодействие с различными элементами и фазами, имеющимися в металлах и сплавах, а также адсорбируется внутри металла на поверхностях микрополостей, пор, микротрещин и т.д. и сегрегирует на несовершенствах кристаллической решетки.

В зависимости от условий насыщения водородом могут преобладать те иои иные формы состояния водорода в металлах, между которыми существует динамическое равновесие. Различные формы существования водорода в стали подтверждаются опытами фракционного определения водорода в стали [23].

Основными показателями наводороживания является общее содержание водорода в хромированной стали, определяемое методом вакуумной экстракции, и водородопроницаемость металла, определяемая по прониканию водорода через тонкую мембрану. Водородопроницаемость оценивается по плотности тока, затрачиваемого на окисление водорода, проникшего через мембрану.

Содержание водорода в покрытии зависит от его структуры. При гексагональной структуре содержание водорода доходит до 2900 см3/100 г, а при кубической форме оно составляет 158 см3/100 г. Повышение плотности тока обусловливает повышение содержания водорода в хромированной стали, а повышение, температуры приводит к его уменьшению. Имеются указания, что повышение температуры электролита, уменьшая общее содержание водорода в хромированной стали, способствует повышению его концентрации в основном металле.

Возможно, что по этой причине повышение температуры способствует повышенному снижению усталостной прочности стали после хромирования.

В проточном электролите, содержащем 250 г/л хромового ангидрида и 5 г/л серной кислоты, увеличение плотности тока способствует росту содержания водорода в хромированном образце, а при увеличении температуры содержание водорода уменьшается, особенно при высоких температурах. При хромировании в проточном электролите наблюдается некоторое уменьшение наводороживания по сравнению с хромированием в стационарном электролите. Так, например, при DA=50 А/дм2, T=55 °С и скорости потока 200 см/с содержание водорода в хромированной стали уменьшается с 27 см3/100 г в стационарном электролите до 12 см3/100 г в проточном. При этом отмечается, что наибольшее снижение наводороживания наступает при скорости потока 100 см/с.

На наводороживание при хромировании в протоке оказывает влияние параметр шероховатости хромируемой поверхности (ГОСТ 2789—73): при гидропескоструйной обработке содержание водорода составляет 8,1 см3/100 г, при шлифовании — 11,8 см3/100 г.

Максимум водородопроницаемости на стали У8-А при блестящем осадке в два раза больше, чем у стали ЗОХГСНА, а при молочном осадке больше в три раза. Усиленная водородопроиицаемость при молочном осадке объясняется как увеличением коэффициента диффузии водорода при повышении температуры, так и особенностями структуры хрома, осажденного при повышенных температурах. Повышение плотности тока мало влияет на водородопроницаемость [24].

Особо следует отметить большую скорость водородопроницаемости в случае, когда выделение хрома не происходит, а выделяется только водород, т. е. отсутствует свойственное хромовому покрытию барьерное действие. Такое выделение водорода без хрома наблюдается при низких плотностях тока [5]. Выделенный при хромировании водород распределяется по сечению хромированной стали неравномерно. При нагреве хромированных деталей водород в значительной степени удаляется. При 200°С и выдержке 3—4 ч удаляется около 80 % водорода, содержащегося в хромированной детали.

Имеются указания, что наибольшая эффективность термообработки достигается в случае, если она производится сразу после хромирования. При комнатной температуре хромированный образец также постепенно освобождается от водорода, но этот процесс идет медленно и полное удаление водорода не достигается. Представление о естественном старении хромированной стали 45 можно получить в таблице 1.2.

Страницы: 1 2

Еще по теме:

Лев Александрович Чугаев (1873—1922)
Л. А. Чугаев широко известен у нас и за границей как первоклассный органик-синтетик — автор прекрасного ксантогенного метода получения непредельных малостойких (лабильных) углеводородов, особенно из группы терпенов. Еще большую известность приобрел Л. А. Чугаев как выдающийся представитель координа ...

Место камер хлопьеобразования в технологической схеме, их классификация
Процесс конвективной коагуляции во времени состоит из двух этапов. Ход процесса перекинетической коагуляции определяется интенсивностью теплового броуновского движения. В момент ввода и распределения раствора коагулянта в воде ионы алюминия или железа начинают взаимодействовать с гидроксильными ион ...

Анодирование
Методы, которые были рассмотрены выше, были основаны на различных химических способах осаждения пленок на подложки из других материалов. При этом выбор материалов подложек, несмотря на ограничения электрического и термического характера, остается достаточно широким. Существует группа доступных мето ...

Идеи алхимии


Идеи алхимии

Алхимия - своеобразное явление культуры, особенно широко распространённое в Западной Европе в эпоху позднего средневековья. Слово «алхимия» производят от арабского алькимия, которое восходит к греческому chemeia, от cheo — лью, отливаю.

Категории

Copyright © 2018 - All Rights Reserved - www.chemitradition.ru
Copyright © 2021 - All Rights Reserved - www.chemitradition.ru