Сплавы поглощение водорода

Рис. 7.17. Поглощение водорода титаном и его сплавами при 600 С [51].

При повышенных температурах и давлениях водород диффундирует в металлы. Наибольшее количество водорода поглощает палладий, который не только адсорбирует, но и растворяет Нз. В палладий водород проникает уже при 240° С, диффузия водорода в мягкое железо значительна при 40—50 ат и температуре около 400° С. Поглощение водорода многими металлами (Ре, Со, N1 и др.) увеличивается с повышением температуры и давления. При охлаждении металла и снижении давления большая часть поглощенного водорода выделяется. При сверхвысоких давлениях сталь заметно поглощает водород даже при комнатной температуре. Количество адсорбируемого водорода зависит от структуры поверхности металла. Металлический порошок поглощает водорода больше, чем сплавленный, вальцованный или кованый металл. При поглощении водорода могут изменяться твердость, термическая стойкость, текучесть, электропроводность, магнитные и другие свойства металлов и сплавов. Для уменьшения диффузии водорода в металлы при повышенных давлениях и температурах обычно применяют легированные стали, содержащие хром, молибден, ванадий, вольфрам и другие легирующие металлы. [c.19]

П а л л а д и й — самый легкий из платиновых металлов, наиболее мягкий и ковкий. В химическом отношении он менее инертен, чем платина и другие платиновые металлы. При нагревании палладий окисляется кислородом Рё + %02 = Рс10. Он растворяется в азотной и горячей концентрированной серной кислотах. С царской водкой палладий реагирует более энергично, чем платина. Характерные особенности палладия — устойчивость в степени окисления +2, способность поглощать водород (до 800 объемов на 1 объем Рс1). При поглощении водорода объем металла заметно увеличивается, он становится более хрупким и ломким. Палладий широко используется как катализатор целого ряда химических реакций (его наносят на фарфор, асбест или другие носители). Сплавы палладия применяются в электротехнике, радиотехнике и автоматике как электроэмиссионные и другие материалы. Так, сплавы палладия с серебром идут для изготовления электрических контактов сплавы палладия с золотом, платиной и родием используются в термопарах и терморегуляторах. [c.299]

Рис. 4. Зависимость количества поглощенного водорода в сплавах

При поглощении водорода качество многих металлов и сплавов существенно ухудшается. При этом изменяются обычно твердость, термическая стойкость, текучесть, электропроводность, магнитные свойства и др. Обычная углеродистая сталь, например, при поглощении значительных количеств водорода становится хрупкой, в ней появляются пузырьки и трещины, являющиеся внешними признаками газовой водородной коррозии — разрушения углеродистого сплава вследствие декарбонизации по следующей примерной схеме [c.18]

Водород. Формулировка гипотезы подобна предложенной для водных растворов. К тому же большинство доказательств являются вновь косвенными и многое взято из сравнения поверхностей разрущения. Сравнительно недавно опубликованы некоторые результаты фрактографии при контролируемой анодной поляризации для сплава Ti—5А1—2,5Sn [196]. Ненапряженные образцы были погружены в раствор метанол — H I в условиях без наложения потенциала и затем разрушены на воздухе. Наиболее характерным в этих результатах было выявление скола до межкристаллитного коррозионного поражения, который был отнесен к абсорбции водорода в процессе коррозии. Однако, в какой мере это наблюдение относится к области П роста трещин, неясно по следующим причинам а) скорость абсорбции водорода, по-видимому, слишком мала для объяснения скорости роста трещины в области П) б) анодная поляризация предотвращает поглощение водорода [196], хотя обычно ускоряет рост трещин в области II (см. рис. 42) в) в работе [82] наблюдалось охрупчивание ненапряженных образцов после выдержки в парах метанола и последующего испытания на растяжение. Это охрупчивание, вероятно, можно отнести к абсорбции водорода. Однако, в отличие от приведенных выше результатов [196], наблюдаемый характер разрушения был полностью межкристаллитным. [c.401]

Важным и интересным во многих отношениях свойством этих сплавов является их избирательная способность к поглощению водорода из газовых смесей, содержащих кислород, диоксид углерода, водяной пар, оксид углерода, т. е. из газов паровой конверсии углеводородов или газификации твердых горючих. Такие смеси водородсодержащих газов являются потенциально удобным источником водорода, в особенности в тех случаях, где [c.482]

Использование титановых сплавов в контакте с водородом и водородсодержащими средами может быть рекомендовано лишь в тех случаях, когда сплавы практически не могут насыщаться водородом, т. е. при достаточно низких температурах и давлениях. Это в первую очередь относится к тем условиям, когда в атмосфере водорода имеется примесь хлор- и бромсодержащих соединений. Скорость поглощения водорода титаном резко уменьшается при наличии оксидных пленок или в присутствии окислителей в газовой фазе. [c.188]

Некоторые исследователи считают, что причиной коррозионного растрескивания углеродистых и нержавеющих сталей, титана и его сплавов может быть поглощение водорода у вершины развивающейся трещины, которое приводит к локальному охрупчиванию металла. [c.111]

Развитие авиации, ракетостроения, увеличение мощности и повышение рабочих скоростей машин предъявляют возрастающие требования к металлическим материалам. Путь к повышению прочности металлов лежит в повышении их чистоты, уменьшении содержания примесей, ухудшающих механические свойства металла. Одной из таких вредных примесей является водород, который, проникая в металл уже в процессе его плавки, вызывает появление флокенов в стали, водородной болезни в меди и ее сплавах, пористости алюминия и его сплавов и т. д. Следующими стадиями технологического процесса обработки стали, сопровождающимися поглощением водорода, являются термическая обработка, сварка, травление в растворах кислот и занесение гальванических покрытий. Нанесение гальванопокрытий является, обычно, завершающей технологической операцией, которой подвергается большинство деталей из разных сортов сталей для предохранения их от коррозии, повышения стойкости к истиранию (хромирование) и т. д. Как показывает практика, особенно опасным является наводороживание сталей, прежде всего высокопрочных, в процессе нанесения гальванопокрытий и подготовительных операциях (обезжиривание, травление). [c.3]

При поглощении водорода качество многих металлов и сплавов существенно ухудшается. Изменяются такие свойст- [c.25]

Имеются многочисленные исследования влияния химического и фазового состава сплавов титана на их наводороживание — как катодное, так и при растворении в электролитах. При растворении в кислотах содержание водорода и глубина его проникновения в a-f -сплавы титана возрастает с увеличением содержания -фазы. Наиболее склонны к поглощению водорода однофазные -сплавы. Не установлено тенденции к предельному наводороживанию -сплавов в электролитах, что объясняется более высокой (по сравнению с а-сплавами) скоростью диффузии водорода в -сплавах (D=l,9-10 см /с) и большой растворимостью водорода в -фазе, особенно при [c.191]

Полученные изотермы имели такой же характер, как и изотермы для сплавов Pd— u или Ni—Pd [1, 3]. Рассчитанное по ним общее количество поглощенного водорода в области давлений от Р= атм до давления, отвечающего потенциалу катодного насыщения, Н]общ, — сложная функция состава с тремя максимумами при 5, 30 и 65—70% (Ni + u). Эти максимумы сохраняются (рис. 1 кривая 2) и на зависимости [HI2 —количества водорода, определяемого протяженностью пологого участка изотермы в области высоких давлений от состава (обозначения сохранены такими же, как и в предыдущих работах [1, 3, 4]). Как для палладия, так и для сплавов, содержащих 15—17% (Ni + u), 1Н]2 =0, растворимость же осуществляется только за счет -фазы, [c.87]

На рис. 1 представлена зависимость количества поглощенного водорода титаном и его сплавами от времени испытания. [c.18]

Наводороживание титана и сплава ВТ5, подчиняется закону квадратичной параболы (рис. 1). Следовательно, скорость поглощения водорода снижается со временем и зависит от скорости диффузии водорода в гидридном слое и металле. Соответственно доля поглощаемого водорода от всего водорода, разряжающегося на электроде, уменьшается с течением времени. Повышенное содержание кислорода (0,22%) в титане ВТ 1-2 и алюминии в сплаве ВТ5 тормозят их наводороживание (рис. 1). [c.18]

Чтобы увеличить поверхность соприкосновения металла х водородом, платиновую пластинку покрывают слоем губчатой платины (чернью). Такую платинированную платиновую пластинку погружают наполовину в раствор кислоты (обычно серной), через который пропускают струю газообразного водорода. Платиновая пластинка играет роль растворителя водорода. Насыщенная водородом платиновая пластинка представляет как бы сплав газа с платиной, действующий как менее благородная составная часть (в данном случае как поглощенный водород). [c.218]

В работе [20] также предусматривается выделение водорода с помощью палладиевого порошка в циклическом процессе. Перепад давления на стадии адсорбции и регенерации равен 3,5—3,6 МПа. Поглощение водорода идет с выделением тепла, а регенерация — с поглощением. Имеется предложение [21 ] осуществлять непрерывный процесс, перемещая палладиевый порошок гежду адсорбером п регенератором с помощью пневмотранспорта. При этом процесс в адсорбере и регенераторе осуществляется в псевдоон иженном слое адсорбента. Следует заметить, что методы выделения водорода из водородсодержащего газа с использованием адсорбции над палладиевым порошком не получили применения, так как более эффективным оказалось использование полупроницаемой мембраны из палладиевых сплавов. [c.54]

На рис. 1У-3 приведены данные по кинетике поглощения водорода различными сплавами Т1 при катодной поляризации (плотность тока I = 80 А/м ), в электролите 0,03 н. НаЗО и 0,5 н. Ка2В04. [c.113]

Как особенность водорода Н. нужно отметить способность его путем диффузии растворяться в металлах с образованием твердых растворов (их неправильно называют также сплавами). Так. палладий при комнатной температуре в форме компактного металла растворяет 600-кратньгй объем Нз в форме губчатой массы — 850-кратный, в форме суспендированной в воде палладиевой черни — 1200-кратный, в форме коллоидальных частиц — 3000-кратный. На этом основано применение палладия для поглощения водорода из газовой смеси. При накаливании палладия весь поглощенный водород выделяется. [c.615]

Некоторые исследователи считают, что причиной КР углеродистых и коррозионно-стойких сталей может быть поглощение водорода у вершины развивающейся трещины. Это предположение связано с подкислением раствора в трещине, установленное экспериментально. Однако в этом случае трудно объяснить положительное влияние катодной поляризациии на КР как при потенциалах отрицательнее, так и положительнее потенциала водородного электрода. Существует и гипотеза микроструктур-ных превращений, происходящих под действием напряжений и интенсивно растворяющихся в коррозионной среде, образуя зародышевые трещины КР. Однако эта гипотеза может быть пригодна для ограниченного числа сплавов, в которых возможны подобные структурные превращения. Наиболее экспериментально обоснованной представляется электрохимическая теория КР, согласно которой основным фактором развития трещины является ускоренное анодное растворение металла в вершине трещины. [c.67]

Широкую формулировку общих модельных представлений следует начать с обсул<дения взимодействия процессов водородного охрупчивания и анодного растворения. Анодное растворение, протекает ли оно как процесс, определяемый конкуренцией между локальным разрушением пленки и репассивацией [99] (как впервые предложил Логан [321]), или как процесс, облегченный податливостью материала в вершине трещины (согласно формулировке Хоара [322]), или же ио какому-либо другому локализованному механизму, является хорошо известным явлением в КР. В некоторых системах (нанример, в медных силавах) процесс типа растворения является, ио-видимому, единственным действующим фактором [323, 324]. С другой стороны, во всех рассмотренных системах сплавов в определенных внешних условиях может происходить растрескивание, вызванное поглощением водорода. Из этого можно заключить, что даже несмотря на то, что для протекания КР обычно требуется довольно специфическое сочетание состава и микроструктуры сплава, состава среды и некоторых других условий (таких как определенная область потенциалов), в соответствующим образом выбранной системе растрескивание может быть вызвано как водородом, так и процессами растворения, при условии необходимой модификации среды (нанример, приложенного потенциала). [c.133]

А. Шутц и В. Робертсон [102] исследовали поведение четырехуглеродистых сталей С разным содержанием углерода (0,023— 0,37%), трехникелевых сталей с постоянным содержанием С (0,06%) и содержанием N1 (в %) 4,89 10,30 30,70 а также сплава состава 0,05 С 10,16 N1 и 0,44 Т1. Никелевым сталям с помощью различного режима термообработки придавались разного типа структуры ферритная, мартенситная и аустенитная, а также промежуточные. Определялись механические свойства до и после воздействия раствора сероводорода, количества поглощенного водорода, изучалась проницаемость мембран из сталей различного состава. В результате экспериментов было найдено следующее [c.143]

К достоинствам этих соединений относятся высокая скорость поглощения водорода при температурах, близких к комнатным, более высокая плотность по водороду (отношение массы водорода к объему Оэединения) по сравнению с плотностью жидкого водорода. Свойства наиболее разработанных интерметаллидов приведены в табл. 2.10. Как видно, имеется возможность выбора соединения в зависимости от рабочей температуры десорбции. К недостаткам интерметаллидных соединений следует отнести их высокую стоимость. Так, стоимость Т1Ге и М 2№ составляет 20-25 долд. США на 1 кг сплава (по курсу 1982 г.), а ЬаН [c.107]

В этой области опубликован ряд натентов. Приведем описание одного из них, наиболее характерного [Пат. США № 3793435 от 10.05.1972 г.]. Извлечение На из газовых смесей, содержащих СОа, путем адсорбции Нг сплавами Ni с элементами редкоземельной группы, например лантаном (LaNis), празеодимом или цезием. Слиток сплава LaNis дегазируют, а-греванием в герметическом вакуумированном сосуде и затем контактируют с газом, содержащим На. Эффективное поглощение водорода этим сплавом происходит практически при любом содержании СОа в газовой смеси. Если в газовой смеси содержится 0,05 % СО, то используют сплав, в котором некоторое количество Ni заменено, например, на сплав типа LaNly us-i/ и процесс поглощения водорода ведут при повышенных температурах и давлениях [Пат. США № 3793435, 10.05.1972 г.]. Возможным сплавом для получения гидридов является интерметаллическое соединение железо-титан, следует изучать также гидриды алюминия. [c.483]

Некоторые данные о влиянии легирующих элементов на растворимость водорода в сплаве были приведены в разделе 1.1. Здесь следует еще раз подчеркнуть, что эти данные отвечают равновесным условиям, катодный же водород поглощается сталью в количествах, в сотни раз превышающих равновесные. Влияние легирующих элементов на поглощение водорода сплавом, как правило, противоположно пх влиянию на проницаемость для водорода. Например, Ф. Эрдман-Еснитцер и. К. Са-бат [251] нашли, что с ростом содержания кремния в стали происходит увеличение ее окклюзионной способности к водороду. Однако М. Армбрастер 267] получила (прп 400—600 С) противоположные результаты. Уменьшение растворимости водорода в присутствии кремния наблюдали также В. Геллер и Так-Хо Суп [256]. [c.83]

Изучение микроструктуры и построение диаграмм состав — физическое свойство также применяются для характеристики гидридов переходных металлов (рис. 8, фото 1—4), хотя и не имеют для них пока еще такого значения, как для металлических сплавов из-за перехода металлов (при более или менее значительном поглощении водорода) в хрупкий по-рощок. Тем большее значение при изучении гидридов переходных металлов приобретает изучение их кристаллической структуры методом рентгенографии [23—25]. [c.13]

По данным ранних работ Винклера [69], Матиньона [155], Мут.мана и других [156—158], Сивертса [159] и других, лан-тановый мишметалл , т. е. сплав лантана с другими редкоземельными металлами, в мелкодиспергированном состоянии реагирует с водородом уже при комнатной температуре. При этом от кусочков металла, по мере поглощения водорода, отщепляются объемистые серовато-черные пластинки (гидрирование лантана сопровождается увеличением объема на 13%). [c.30]

Наивысшей абсорбцией водорода обладают элементы ПШ группы — лантаноиды и актиноиды. Гидридам элементов IVb группы уже не отвечает предельное содержание водорода, казалось бы соответствующее этой группе — МеН4. Даже при повышенных давлениях достигается лишь состав МеНг. Й по свойствам своим эти гидриды, по сравнению с гидридами лантаноидов, значительно более приближаются к металлическим сплавам, что следует хотя бы из возможности построения диаграмм состояния таких систем, как титан — водород и цирконий водород, на основе применения методов термического анализа и изучения микроструктуры. При дальнейшем движении в сторону возрастания номера вертикальных групп периодической системы абсорбция водорода все уменьшается, и для гидридов элементов семейства железа и подгрупп меди и цинка мы переходим в область эндотермической абсорбции водорода, т. е. растворов водорода в металлах, подчиняющихся закону Сивертса, если не считать палладия, значительное поглощение водорода которым уже близко к стехиометрическому и сопровождается выделением тепла. [c.161]

Легкость связывания водорода металлами Illb и IVb групп используется для создания геттеров в технике высокого вакуума [11, 14] избирательное поглощение водорода, например, в случае палладия и серебра по Паалю [552, 669, 670], может применяться в газовом анализе. Применение небольших присадок циркония и редкоземельных металлов к металлическим расплавам дает эффективное удаление из них водорода и способствует получению плотного и беспо-ристого литья не только для сплавов на алюминиевой, магниевой и медной основах, но и для железных сплавов — [c.185]

Свойства простых веществ и соединений. Все металлы VIН группы имеют небольшой объем атомов, плотную упаковку кристаллической решетки п, как следствие этого, прочность металлической связи и высокие температуры плавления. Важной особенностью железа, кобальта и никеля является способность этих металлов к намагничиванию. Переменная степень окисления членов подгруппы VIIIB обусловливает отчасти и их разнообразнейшие каталитические свойства. Способность образовывать кислородные соединения в каждом ряду VIII группы быстро уменьшается с возрастанием порядкового номера. Железо окисляется легко, никель —с тру дом (а палладий и платина в этом отношении сходны с серебром и золотом). Гидроксиды элементов амфотерны с преобладанием основных свойств. Существуют соединения железа, например ферраты (К.2ре04), где атом Ре входит в состав аниона. Подобно хромитам и перманганатам, эти соединения — сильные окислители. Металлы легко образуют сплавы и интерметаллические соединения. Характерная черта, особенно порошкообразных металлов — способность поглощать огромное количество водорода. Поглощенный водород частично, видимо, диссоциирует на атомы и проявляет повышенную химическую активность. Это используется при проведении химических процессов. с участием. водорода. [c.373]

В условиях получения левулиновой кислоты были испытаны также следующие сплавы на основе ниобия ЫЬ + 5% Та (НТ5Э), ЫЬ + 30% Та (НТЗОЭ), ЫЬ + 40% Т1 + 4% А1 и N5 + 40% Т1 + -)-4% А1 + 4% Ш. Они обладают сравнительно высокой прочностью и пластичностью (табл. 18.1), хорошими технологическими свойствами и высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах, в частности в соляной и серной кислоте высоких концентраций [18, 22, 26, 28, 29]. Однако известно, что при значительных скоростях коррозии они могут охрупчиваться вследствие поглощения водорода, выделяющегося в процессе коррозии [22, 40]. [c.426]

Гидрирование влияет на электрические и магнитные свойства ниобия и тантала. Металлический ниобий становится сверхпроводящим при 8,3° К, а ниобий, содержащий водорода больше, чем это соответствует составу NbHo.j (т. е. -фазе), не является сверхпроводящим выше 1,8° К- На существование химической связи (спиновое взаимодействие) между атомами водорода и атомами металлов указывает тот факт, что поглощение водорода влияет на магнитную восприимчивость металлов. При давлении водорода от 100 до 650 мм рт. ст. и температуре 600—900° С это влияние невелико (для ниобия), а при низких концентрациях водорода изменение магнитной восприимчивости, вызванное растворенным водородом, сравнимо с изменением этой характеристики в бинарных сплавах в соответствующем диапазоне отношений электрон—атом [c.133]

Хьюг и Лэмборн [481] исследовали наводороживание титана при его взаимодействии с парами воды. Образцы выдерживали во влажном воздухе или аргоне. После 30-минутной выдержки не было обнаружено поглощения водорода при температуре ниже 590 °С. Несмотря на то что в данной работе не проводились длительные эксперименты, можно, как полагает Б. А. Ко-лачев [4], не опасаться наводороживания титановых сплавов при их работе во влажной воздушной среде, если температура не превышает 350—400 °С. [c.188]

Окись октеиа-1 получена эпоксидированием октеиа-1 гидроперекисью изо--бутана и выделена ректификацией с коицеитрацией 99 вес.%. Скелетный никелевый катализатор получен выщелачиванием А1—сплава, содержащего, вес.% алюминия — 52,5 1,5 никеля — 45,5 1,5 титана — 2,5 0,3. Перед началом опыта катализатор активировали в токе водорода при 150° в течение 60 мин. Гидрирование окисей проводили в реакторе из нержавеющей стали объемом 40 мл с обогревом циркулирующим маслом и с перемещиванием встряхиванием. Давление поддерживалось постоянным, за ходом реакции следили по количеству поглощенного водорода [2]. Продукты реакции анализировали на содержание спиртов хроматографически [2]. Окись определяли методом прямого титрования [1]. [c.33]

При катодном травлении окалина механически отделяется пузырьками бурно выделяющегося водорода и восстанавливается. В качестве анодов при этом используются свинец, сплав свинца с сурьмой (6—10% 8Ь) или кремнистый чугун (20—24% З ). Процесс катодного травления сопровождается поглощением водорода металлом, наводораживанием. В случае введения в травильный раствор солей олова или свинца наводораживание уменьшается благодаря образованию на поверхности металла пленки и затрудненному выделению водорода, что объясняется более высоким перенапряжением водорода на этих местах. Пленка свинца или олова, образовавшаяся на стали при катодном травлении, удаляется в течение 10—12 мин в растворе, состоящем из 85 г л КаОН и 30 г/л КазР04, при анодной плотности тока 5—7 А дм . Температура раствора 50—60° С. Катодом служат железные пластины. [c.66]

Для изучения сорбции водорода был использован электрохимический метод снятия кривых заряжения, позволяющий найти зависимость между потенциалом электрода и количеством электричества, затраченного на ионизацию поглощенного водорода. Установка и подготовка к эксперименту описана в работе [23]. Чтобы избежать растворения сплавов, анодная поляризация доводилась лип1ь до зиачеиия потенциала ср=150—170 мв по отношению к водородному электроду сравнения в том же электролите. При этом последовательные кривые заряжения данного электрода полностью 1юспроизводились. При использованной силе поляризующего тока 0,6 ма отклонение потенциала от равновесного значения (определяемого после выключения тока) составляло 1-4 мв в зависимости от навески сплава (обычно 0,3—0,8-10 г-атома). [c.119]

Дальнейшие опыты проведены были в 1 н. растворе H2SO4-Время десорбции водорода составляло 20—40 мин в зависимости от состава сплавов. Потенциал электрода измерялся относительно ртутно-сульфатного электрода в 1 н. растворе H2SO4 и пересчитывался относительно водородного электрода в том же растворе. Результаты этих опытов для ряда сплавов представлены в виде изотерм сорбции -г количество поглощенного водорода 1 г-ат сплава, давление (рис. 9). Давление рассчитывалось по уравнению Нернста из измеренных значений [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология