Процесс обезуглероживания

Полученные результаты (рис. 19) показывают, что во время так называемого индукционного периода протекает процесс обезуглероживания стали. Можно полагать, что выходящие на поверхность металла пластинки цементита разлагаются уже в процессе хемосорбции водорода сталью, т.е. продолжительность истинного индукционного периода обезуглероживания соизмерима со временем адсорбции и хемосорбции. Процесс дальнейшего обезуглероживания должен определяться скоростью проникновения водорода в глубь металла. Интенсивное обезуглероживание будет идти до тех пор, пока концентрация углерода не уменьшится до 0,02%. [c.143]

Коррозионное растрескивание стали в аппаратах для крекинга нефти и нефтехимического синтеза наблюдается и в восстановительной среде. Это обусловлено процессом обезуглероживания стали под действием водорода при высоком давлении по реакции [c.273]

Интервал времени, в течение которого не происходит видимых изменений микроструктуры и механических свойств металла, называется индукционным периодом процесса обезуглероживания стали. Установление зависимости этого периода от давления водорода и температуры имеет важное практическое значение, так как по существу его длительностью определяется безопасное время эксплуатации оборудования, [c.252]

Применение для оборудования водородных установок легированных сталей, содержащих Сг, Мо, Ш, V и другие элементы, способствует уменьшению скорости диффузии водорода и практически устраняет процесс обезуглероживания стали и ухудшение ее свойств [17]. Большое значение имеет структура поверхности металла. [c.19]

I - толщина стенки труб,мм К2 У Р радиус трубчатых образцов, мм Е - кажущаяся энергия активации процесса обезуглероживания для стали марки 20, равная 7200 кал/л-атом, [c.147]

Обезуглероживание поверхностного слоя. Обезуглероживание металла уменьшает или устраняет МКК коррозионно-стойких сталей [121. Обезуглероживание применяют как способ защиты сварных швов, а также материала, имеющего местное науглероживание. Осуществить процесс обезуглероживания поверхности стали можно при нагреве под закалку в атмосфере водорода или в вакууме. [c.61]

На основании проведенного термодинамического анализа имеющихся данных по водородопроницаемости и, учитывая кинетику физико-химических реакций, можно полагать, что процесс обезуглероживания углеродистой стали возможен и при температурах 200-250, но для этого необходимы очень высокие давления водорода. При сравнительно невысоких давлениях (50-600 атм) скорость химической реакции очень мала и,как будет показано ниже, водородная коррозия стали по существу не наблюдается. [c.137]

Появление заметных признаков водородной коррозии наблюдается обычно только через некоторый интервал времени после начала контакта водорода с поверхностью металла. Этот интервал времени, в течение которого не происходит видимых изменений микроструктуры и механических свойств металла, называется инкубационным или индукционным периодом процесса обезуглероживания стали. Известно, что чем ниже температура и давление в системе, тем больше время индукционного периода. [c.137]

Таким образом, как увеличение толщины стенки труб, так и возникающие напряжения ускоряют процесс обезуглероживания стали. [c.149]

Металлографические (рис.1 в) и электронномикроскопические исследования показывают, что процесс обезуглероживания начинается по границам зерен. При этом продуктом реакции обезуглероживания является метан. Размер молекул метана (такая молекула не может диффундировать через решетку металла. Накопление продуктов реакции (метана и атомарного водорода, рекомбинирующегося в молекулы) может происходить первоначально в порах и микропустотах межкристаллитной прослойки на границах зерен металла. [c.164]

Рис. 32. Схема процесса обезуглероживания стали в микродефектах

Согласно авторадиографическим и электронномикроскопическим исследованиям (рис. 15, Ь ), процесс обезуглероживания начинается сразу при хемосорбции водорода сталью. Следовательно, индукционный период можно объяснить временем, в течение которого протекают локализованные химические реакции обезуглероживания и происходит зарождение трещин в отдельных дефектных местах. Время до начала обезуглероживания соизмеримо со стадией хемосорбции, т.е. практически близко к нулю. Полученные экспериментальные данные показывают, что во время индукционного периода уже наблюдается обезуглероживание, которое не удается заметить обычным послойным химическим анализом и исследованием шлифов после опыта, а обнаруживается с помощью метода радиоактивных изотопов. Поэтому определение индукционного периода, как времени до начала обезуглероживания стали, неточно. [c.165]

Таким образом, индукционный период в процессе обезуглероживания стали можно характеризовать временем, в течение которого происходит обезуглероживание в поверхностных локализованных объемах и не наблюдается соединения отдельных пустот по границам зерен и отвода продуктов коррозии, а также снижения механических свойств стали. [c.165]

Зарождение трещин происходит в зоне максимальных растягивающих напряжений, образующихся в вершинах пустот, расположенных вблизи поверхности металла и по границам зерен. Происходит раскрытие пустот, расположенных у поверхности, и процесс обезуглероживания резко ускоряется. Затем происходит соединение отдельных микрополостей, находящихся под высоким давлением метана и водорода. Развитие трещин обнажает свежую поверхность металла,и молекулярный водород получает доступ к внутренним поверхностям поликристаллов резко увеличивается поверхность взаимодействия водорода с металлом. При этом снижается содержание углерода в поверхностных слоях и происходит межкристаллитное растрескивание структуры, что сопровождается снижением механических свойств металла. [c.166]

В дальнейшем процесс обезуглероживания может происходить как По границам, так и в объеме зерен перлита, при условии возможности отвода продуктов реакции. [c.166]

До недавнего времени считалось общепринятым, что процесс обезуглероживания идет только на поверхности границ зерен. При этом вследствие создания градиента концентрации углерода в микрообъемах, внутри зерна происходит диссоциация цементита и выделившийся углерод диффундирует к пограничным участкам, где взаимодействует с водородом. Подтверждением этой точки зрения служило видимое отсутствие растрескивания внутри перлитного зерна. Однако наличие мелкодисперсного феррита после опытов и некоторых факторов при обезуглероживании стали в условиях повышенных температур и давлений водорода трудно объяснить, исходя из общепринятого механизма обезуглероживания. Например, сильное влияние давления водорода на скорость обезуглероживания (рис. 20), низкие значения коэффициентов диффузии углерода (табл. 7) в феррите при температурах 300-500 и быстрое обезуглероживание стали в этих условиях. [c.167]

Сравнение энергии активации для процесса обезуглероживания стали марки 20 (7200 кал/г -атом) с энергией активации процесса диффузии углерода (20000 кал/г—атом) показывает, что диффузия углерода в стали не может являться определяющим фактором при обезуглероживании стали. Проведенные расчеты показывают, что количество водорода, диффундирующее при определенных условиях, в несколько раз больше того количества, которое реагирует с углеродом стали. Энергия [c.167]

Химическая реакция взаимодействия водорода с углеродом стали осложнена целым рядом физических процессов. Так, при обезуглероживании стали протекают как диффузионные процессы, так и химические. Однако, как было отмечено выше, скорость проникновения и насыщения стали водородом, т.е. диффузионные процессы, не определяют скорость обезуглероживания. Скорость диффузии углерода в зоне реакции (границы зерен металла) на первый взгляд, также могла бы быть лимитирующей стадией в процессе обезуглероживания стали, особенно в области сравнительно низких температур, когда коэффициент диффузии углерода имеет небольшие значения. Однако и это не согласуется с экспериментальными наблюдениями. [c.168]

На основании анализа имеющихся данных следует признать, что лимитирующей стадией в процессе обезуглероживания является скорость самой химической реакции обезуглероживания. Это означает, что скорость суммарного процесса определяется истинной кинетикой химической реакции на наружной и внутренней поверхности металла. [c.168]

Этот водород в свою очередь может принять участие в процессе обезуглероживания стали. [c.70]

Охарактеризуйте процессы обезуглероживания стали, водородной коррозии. [c.174]

Окисление сталей и чугунов протекает несколько иначе, чем окисление технически чистого железа, так как образованию окалины сопутствует процесс обезуглероживания, интенсивность которого с ростом температуры возрастает. [c.17]

Окисление сплавов железа, особенно сплавов железо—углерод (стали и чугуны), протекает несколько иначе, чем окисление чистого железа. В этом случае образованию окалины сопутствует процесс обезуглероживания, интенсивность которого с ростом температуры возрастает. [c.72]

Глубина обезуглероживания при действии водорода и кинетика этого процесса зависят от состава стали, температуры и давления водорода. Кривые на рис. 1.9 характеризуют развитие процесса обезуглероживания углеродистой стали при разных температурах и давлениях. При легировании стали хромом (9% и более) стойкость стали к водородной коррозии возрастает.[11]. [c.30]

Основные закономерности процесса обезуглероживания опубликованы в работах [32, 33]. Уравнение для расчета глубины обезуглероживания труб из углеродистой стали 20 с внутренним радиу- [c.352]

Процесс обезуглероживания стали и чугуна происходит одновременно с процессом окисления железа, содер-жаихегося в них. При этом скорость обезуглероживания может превышать скорость окисления. [c.26]

Подробное рассмотрение этих вопросов является темой специального сообщения. При исследовании процесса обезуглероживания стали всегда возникает необходимость в установлении некоторого объективного критерия, позволяющего хотя бы в первом приближении оценить водородоустойчивость стали. В первом приближении процесс обезуглероживания сталей и сплавов часто связывают с проникновением и растворимостью водорода в этих материалах. Поэтому часто считают, что о стойкости данной марки стали к обезуглероживанию можно судить по величине растворимости водорода в стали и тем факторам, которые влияют на эту величину. Б основном, к таким факторам относят тип кристаллической решетки, сплава, а также состав и количество карбидной фазы. [c.116]

На первый взгляд кажется очевидным, что процесс обезуглероживания непосредственно связан с проникновением газа в металл и что, зная величину скорости диффузии газа через сталь и факторы, влияюшие на нее, можно заранее судить о стойкости стали против водородной коррозии. [c.122]

Четвертый участок (ГД) характеризуется затуханием процесса обезуглероживания и растрескивания стали, в этот период происходит восстановление водородом остатков цементитных участков в стали. Сталь марки ЗОХМА (кривая 5) не подвергается в данных условиях водородной корроэии и скорость диффузии водорода в ней не изменяется со временем. Таким образом, всем участкам на кривой изменения водородопроницаемости со временем соответствуют определенные этапы процесса обезуглероживания (водородной коррозии) стали. [c.126]

ЗОХМА имеют примерно одинаковые параметры водородо--проницаемости, но резко различаются по водородостойкости. Из полученных экспериментальных данных следует, что проницаемость водорода не является фактором, определяющим и характеризующим процесс обезуглероживания стали. [c.131]

Фундаментальные исследования равновесия процессов обезуглероживания или науглероживания сплавов железа с углеродом и в смесях водорода и метана по реакции (5) при общем давлении 1 атм выполнены Шенком [51]. Согласно данным этих работ константа равновесия реакции (5) для насыщенного твердого раствора углерода в а -железе имеет вид с [c.132]

Одним из этапов процесса обезуглероживания является диффузия углерода в феррите. Известно, что легирование феррита хромом резко замедляет процессы диффузии в нем элементов внедрения, в частности, углерода. Поэтому можно предположить, что повышение водородостойкости хромистых сталей происходит не только за счет наличия в них стабильных карбидов, но и вследствие влияния хрома, растворенного в феррите, на скорость диффузии углерода. Для проверки этого предположения были поставлены специальные исследования и определено влияние отдельных легирующих элементов (вольфрама, ванадия, ниобия и титана) на длительную водородную стойкость стали с 0,16 - [c.157]

Предлагаемые некоторые новые положения выдвигаются с учетом результатов авторадиографических и элек-тронномикроскопических исследований структуры металла в течение индукционного периода, основных кинетических закономерностей обезуглероживания стали, выяснения влияния различных факторов на процесс обезуглероживания стали, равно как и результатов электронномикроско-пичёских и металлографических исследований структуры обезуглероженной стали и влияния легирующих элементов на водородостойкость сталей. [c.162]

По-видимому, в процессе обезуглероживания происходит не только диффузионное перемещение углерода в феррите, но и перенос продуктов реакции по некоторым каналам объема зерен перлита к их границам. Поскольку известно, что реальное зерно представляет собою как бы своеобразную мозаику, то возможно, что границы блоков могут являться теми путями, по которым продукты реакции будут поступать из внутренних объемов к границам зерен. Можно предположить при этом, что в первые моменты реакции внутри зерен образуется не метан, а непредельные углеводороды типа СН, молекулы которых имеют размеры, меньше чем метан, что и позволяет им свободно перемешаться по границам блоков. При выходе к границам зерен, где имеется избыток водорода, они гидрируются до метана. Если придерживаться такой точ -ки зрения, то становится понятным алияние давления и температуры на- процесс обезуглероживания. [c.168]

Коррозионная стойкость бериллия в среде углекислого газа, как отмечается в работах [5, 42], достаточно высока при температурах от 500 до 1000 °С, что связывается с образованием окисной пленки на поверхности материала, сохраняющей защитные свойства в течение около 5000 час. При наличии в Oj влаги наблюдаются повреждение пленки и потеря ее защитных (против развития окисления) свойств, что связано с наличием водорода и развитием процесса обезуглероживания [42]. Из этой работы следует, что горячепрессованный бериллий обладает большей коррозионной стойкостью в среде СОг, чем тепловыдавленный. Как правило, скорость окисления замедляется во времени и составляет для этих сортов бериллия при 600 °С 0,1 и 0,5 мг/см за 1000 час и при 650 °С 0,4 и 1,3 мг/см . [c.21]

При химическом взаимодействии углеродистых сталей с кислородом воздуха на поверхности образуется окалина — оксидная пленка, в состав которой при умеренно высоких температурах входят гематит — РегОз и магнетит — Рбз04, при более высоких температурах нагрева (более 575 °С) на поверхности раздела окалина—металл возникает еще один оксид железа — вюс-тит — (РеО). Одновременно с процессом окисления железа идет процесс обезуглероживания поверхности стали — РезС + Ог ЗРе + СОг, в результате чего цемен-титная фаза вымывается с поверхности стали. При увеличении времени нагрева глубина обезуглероженно-го слоя увеличивается и может достигнуть нескольких [c.50]

В практических условиях для уменьшения воздействия водорода при повышенных температурах и давлениях обычно применяют легированные стали, содержащие хром, молибден, ванадий, вольфрам, и другие металлы. Благодаря этому во ivinornx случаях удается уменьшить скорость диффузии водорода и практически устранить процесс обезуглероживания стали и ухудшения ее свойств. [c.11]

В ряде случаев при оценке работоспособности и возможности применения конструкционных сталей в водородсодержащих средах необходимо знать величины постоянных водородопроницаемости при высоких температурах и давлениях. Эти сведения могут быть также использованы при расчете концентраций водорода на границе соединения двухслойных сталей, что дает возможность оценить водородостойкость биметаллов. Иногда по увеличению водородопроницаемости можно определить начало процесса обезуглероживания стали. [c.341]