Зона металлов

Дефекты термообработки и их обнаружение. Термическая обработка состоит в нагреве, последующем охлаждении металлов и сплавов по определенному закону, направлена на изменение их свойств в результате изменения внутренней структуры. Как уже отмечалось, целью термической обработки является снятие внутренних напряжений, а также повышение прочности, пластичности и вязкости металла. Специфическими видами термообработки являются поверхностная и химикотермическая обработка. В этом случае воздействию подвергают локальные (обычно поверхностные) зоны металла. К этой технологической операции отнесем также электрохимическую обработку, с помощью которой на поверхность наносят покрытия. У [c.28]

Зонная плавка — один из методов разделения и очистки веществ. Метод основан на неодинаковой растворимости примесей в твердой и жидкой фазах очищаемого металла. При 3. п. тигель специальной формы со слитком очищаемого металла передвигают с весьма малой скоростью через печь. При этом происходит расплавление небольшого участка (зоны) металла, находящегося в данный момент в печи. По мере перемещения тигля зона жидкого металла передвигается от одного конца слитка к другому. Примеси, содержащиеся в металле, собираются в зоне плавления, перемещаются вместе с ней и после окончания плавки оказываются в конце слитка. Этим методом очищают от примесей германий, кремний, олово, алюминий, висмут и галлий. [c.53]

Рис. 14-24. Превращение молекулярно-орбитальных энергетических уровней в энергетическую зону металла.

Зона деформированного металла, определяющая возможный припуск на обработку охватывается зоной металла шва. В зоне припуска структура и свойства всего металла шва определяются первичной кристаллизацией, поэтому последующая механическая обработка после резания на ножницах лишена оснований. [c.114]

В металле число атомных орбиталей, участвующих в образовании отдельной молекулярной орбитали, чрезвычайно велико, поскольку каждая атомная орбиталь перекрывается сразу с несколькими другими. Поэтому число возникающих молекулярных орбиталей тоже оказывается очень большим. На рис. 22.20 схематически показано, что происходит при увеличении числа атомных орбиталей, перекрыванием которых создаются молекулярные орбитали. Разность энергий между самой высокой и самой низкой по энергии молекулярными орбиталями не превышает величины, характерной для обычной ковалентной связи, но число молекулярных орбиталей с энергиями, попадающими в этот диапазон, оказывается очень большим. Таким образом, взаимодействие всех валентных орбиталей атомов металла с валентными орбиталями соседних атомов приводит к образованию огромного числа чрезвычайно близко расположенных друг к другу по энергии молекулярных орбиталей, делокализованных по всей кристаллической решетке металла. Различия в энергии между отдельными орбиталями атомов металла настолько незначительны, что для всех практических целей можно считать, будто соответствующие уровни энергии образуют непрерывную зону разрешенных энергетических состояний, как показано на рис. 22.20. Валентные электроны металла неполностью заполняют эту зону. Можно упрощенно представить себе энергетическую зону металла как сосуд, частично наполненный электронами. Такое неполное заселение разрешенных уровней энергии электронами как раз и обусловливает характерные свойства металлов. Электронам, заселяющим орбитали самых верхних заполненных уровней, требуется очень небольшая избыточная энергия, чтобы возбудиться и перейти на орбитали более высоких незанятых уровней. При наличии любого источника возбуждения, как, например, внешнее электрическое поле или приток тепловой энергии, электроны возбуждаются и переходят на прежде незанятые энергетические уровни и таким образом могут свободно перемещаться по всей кристаллической решетке, что и обусловливает высокие электропроводность и теплопроводность металла. [c.361]

Для глубокой очистки металлов широко используется зонная плавка. Метод основан на том, что растворимость многих веществ (примесей) в жидком металле лучше, чем в твердом. Схема проведения зонной плавки показана на рис. 10.3. Образец металла помещают в печь специальной конструкции, в которой нагревают до плавления лишь небольшой участок (зону) металла. При перемещении этой печи вдоль образца перемещается и его расплавленная зона, при этом тот участок металла, который более не нагревается, начинает кристаллизоваться. При кристаллизации примеси переходят в соседнюю расплавленную зону. В результате по мере перемещения расплавленной зоны вдоль образца металла примеси также перемещаются по образцу и накапливаются в его конце. Этот конец обрезают и получают хорошо [c.194]

Отмечалось различие твердости металла по периметру трубы и в зонах, непосредственно примыкающих к трещинам, от твердости металла вдали от очага разрушения (рис. 1.1). Так, значение микротвердости металла очаговых зон для труб, изготовленных из стали группы прочности Х60 (газопровод Средняя Азия - Центр), удаленных на расстояние более 1 мм от коррозионной трещины, составляло 1870 Н/мм- и соответствовало значениям твердости для этой стали в состоянии поставки, на боковых поверхностях трещин - 2000 Н/мм , в вершине и местах ветвлений трещин -2300 Н/мм2, что объясняется локальным охрупчиванием примыкающих к ним зон металла. Подобное распределение твердости по толщине листа не может быть объяснено локальным растворением сульфидных включений на поверхности стали. В последнем случае наблюдалось бы равномерное изменение твердости стали (от максимального значения в устье трещины до минимального в ее вершине), по полуокружности или полуэллипсу с центром в коррозионной язве, которая, по предположению некоторых исследователей [68, 84, 211], образуется в результате растворения сульфидных включений в растворах солей угольной кислоты при катодной поляризации. Тогда источником водорода явилась бы реакция взаимодействия стали с сероводородом, образующимся при растворении сульфидных включений. [c.7]

Опасность многократно возрастает, если место расположения геометрического концентратора на поверхности грубы совпадает с физическим концентратором, возникающим в местах неоднородности распределения физико-механи-ческих свойств, например, в случае появления узких зон металла повышенной твердости и низкой коррозионной стойкости. [c.224]

Рассмотрим моль металла одновалентного элемента как огромную молекулу, возникающую в результате сближения Мд атомов. Основной уровень атома при этом расщепится на Мд весьма близких друг к другу связывающих уровней, которые составляют валентную зону металла (рис. 41). На уровнях валентной зоны может поместиться 2Кд электронов с противоположными спинами. Поэтому Мд электронов, принадлежащих Мд одновалентным атомам, могут заполнить только половину этой зоны. Незаполненность этой зоны должна привести к электронной проводимости, характерной для металлов. Под влиянием электрического поля электроны должны начать двигаться к положительному полюсу [c.294]

При взаимодействии молекул КД с поверхностью металла на ней возникает энергетический барьер. При адсорбции молекулы КД формируется донорно-акцепторная связь между указанными атомами кислорода диоксанового кольца, кетогруппы и вакансиями в d-зоне металла. Возможен также переход на вакантные орбитали атомов металла и л-электроны двойной связи молекулы КД. [c.162]

Таким образом, усталостное разрушение трубопроводов происходит при наличии локального повреждения (совокупности дефектов), вызывающего значительные коэффициенты концентрации и градиенты напряжений. В местах локального повреждения трубопровода материал характеризуется существенно неоднородной деформацией в малом объеме, где вид напряженного состояния отличается от принятого в нормативных расчетах. При формировании сложного дефекта (типа вмятин и задиров) в металле трубопровода происходит значительное исчерпание пластической деформации. При повторном нагружении расчетными нагрузками в гладких зонах металл работает в упругой области, а в зонах повреждений возника- [c.401]

Хром вследствие низкой скорости диффузии поступает только из приграничных областей и его количество не успевает восполняться посредством диффузии из объема металла. Опасность термической обработки определяется соотношением температуры и времени выдержки при ней металла. Таким образом в окрестностях выделений карбидной фазы образуется обедненная хромом зона. Поскольку карбиды хрома образуют непрерывную цепочку вдоль границ зерен, сплошная зона металла в приграничных областях оказывается обеднена хромом. [c.132]

Если при хемосорбции электроны переносятся в -зону металла, то прочность и число образующихся связей металл — адсорбат зависят не только от наличия дырок в -зоне, но и от плотности состояний М(Е) на поверхности Ферми. [c.102]

Рассмотрим расположенный на поверхности металла атом адсорбата, энергия которого отвечает валентному состоянию (например, 15 для атома водорода) и находится в пределах энергии валентной зоны металла. Волновые функции Блоха по мере удаления от поверхности металла в сторону вакуума экспоненциально затухают, но вблизи поверхности они взаимодействуют (по крайней мере в пределах ограниченного участка валентной зоны) с локализованными валентными состояниями адатома и дают волновые функции, отражающие оба состояния. Другими словами, около адатома смешанные волновые функции описывают свойства валентных состояний свободного атома, но по мере приближения к металлу они постепенно [c.17]

В некоторых каталитических реакциях на металлических катализаторах большую роль играют вакантные атомные -орбиты (дырки в -зоне металла). Активность металлов и сплавов, объемные атомы которых не имеют вакантных -электронов, на несколько порядков ниже активности катализаторов, обладающих такими электронами во многих случаях каталитическая активность бинарных сплавов линейно падает с уменьшением парамагнитной восприимчивости и достигает практически нулевого значения, когда число вакантных -электронов у атомов в объеме кристалла становится равным нулю [1—16]. Поэтому в первом приближении вполне допустимо связать каталитические свойства металлов с электронной структурой их атомов в объеме кристалла. В работах автора [17—20] (см. также [21]) для этой цели была использована теория металлов Полинга [22— 25], получившая за последние годы широкое применение в исследованиях по гетерогенному катализу. [c.175]

Удельные каталитические активности различных металлов в области высоких температур значительно различались. У элементов четвертого периода удельная каталитическая активность в реакции изотопного обмена возрастала с увеличением порядкового номера, достигала максимума у никеля и затем резко снижалась при переходе к меди. Аналогичная зависимость наблюдалась и в других реакциях, протекающих с активацией водорода в реакции окисления водорода в богатых водородом смесях [49], в реакции гидрирования этилена [50], в реакции обмена дейтерия с аммиаком и этаном [51]. Близкие значения удельной каталитической активности Pt и Ni, а также резкое падение ее при переходе от Ni к Си и от Pt к Au Боресков объясняет зависимостью каталитической активности от числа неспаренных электронов в d-зоне металла. Энергия связи хемосорбированного водорода с металлом зависит от числа неспаренных -электронов. На Fe [52] и Ni [53] в силу незаполненности d-зоны адсорбция водорода протекает с боль-щой скоростью. [c.56]

После 10 лет эксплуатации произошла разгерметизация трубопровода 0720x10 мм Газораспределительная станция-1-Сакмарская ТЭЦ. Трубопровод протяженностью 9,7 км, предназначенный для транспортировки очищенного природного газа под давлением 1,2 МПа, сооружен из труб производства Челябинского трубного завода (сталь ВСт Зсп). Повреждение трубы представляло собой разрыв металла П-образной формы с основанием, располагавшимся почти параллельно (под углом -20 ) оси трубопровода. Общая длина линии разрыва составляла -2700 мм. Вдоль линии разрыва выявлены три характерные зоны металла 1 — зона с первичной продольной трещиной длиной - 1000 мм без явных признаков пластической деформации. Трещина проходила по поверхности трубы с механическими повреждениями (задиры и вмятина) под углом - 20° к оси трубопровода 2 и 3 — зоны с участками долома, располагавшимися под углом 40-50° к поперечному сечению трубы и направленными в одну и ту же сторону относительно первичной трещины. В зоне 1 находились окисленная поверхность шириной от 7,7 до 8,3 мм, то есть до -90% толщины стенки трубы, и поверхность долома шириной 0,9-1,5 мм по всей длине продольной трещины, Отмечено, что увеличение угла между линией разрыва металла и осью трубы произошло в местах локализации концентраторов напряжений, а именно на концах задира, который явился очагом зарождения исходной трещины. На поверхности трубы в области зарождения трещины и вблизи нее зафиксированы многочисленные механические повреждения металла в виде групп задиров (бороздок) и отдельных вмятин. Размеры задиров длина от 48 до - 1000 мм, глубина — от 0,8 до 3,0 мм. Размеры вмятин длина — от 130 до 450 мм, ширина — от 75 до 130 мм, глубина — от 5 до 25 мм. Наиболее протяженные задиры и самая крупная вмятина располагались вдоль предполагаемой линии зарождения разрыва. Характер задиров [c.56]

Рис. 4.026. Микроструктура прямого стыкового сварного соединения на сплаве В Тб. в полненного аргонно-дуговой сваркой с использованием присадочной проволоки ВТ1. Вид1 зона металла шва (/) линия сплавления (2) и зона термического влияиия (3). Травление г верхности в растворе 35 г щавелевой кислоты, 2 мг плавиковой кислоты. 200 мг метилово спирта при 40 °С

При исследовании науглероженной зоны металла печной трубы обнаружили повышение содержания фуллеренов (С-60) в пять раз по срав- [c.246]

Адсорбционными ценфами ненасыщенных соединений (АОД, АОФ, ДИ) являются атомы кислорода диоксоланового (тетрагидрофуранового) кольца и и-связи с подвижными электронами. При адсорбции этих соединений возникает донорно-акцегпорная связь между гетероатомами кольца и вакансиями в с1-зоне металла. На свободные орбитали переходят и л-электроны кратных связей. Возможен также переход электронов металла на вакантные орбитали связей С=С, Образующийся в ходе этих процессов адсорбционный слой экранирует поверхность стали. [c.186]

Под поверхностью белого слоя наблюдается зона металла с пониженной коррозионной стойкостью. Эта зона представляет собой мартенсит вторичной закалки, но с пониженным содержанием углерода, хрома и других карбидообразующих элементов. Электродный потенциал белых слоев более положителен, чем потенциал основного металла на 20—30 мВ, Опыты показали, что на образцах с нанесенным белым слоем торцы их (исходный металл) служат анодами и активно растворяются, поверхности же, обработанные на структуру белого слоя , являясь катодами, практически не корродируют., елые слои характеризуются повышенной коррозионной стойкостью как в нейтральных (3 %-й водный раствор Na l), так и в кислых (растворы серной и соляной кислот) средах. [c.113]

Другое, более прямое доказательство важной роли -электронов было получено Дилке, Элеем и Мэкстедом [75], которые на основании изучения изменений магнитной восприимчивости палладия, происходяших при адсорбции диметилсульфида, пришли к выводу о том, что один электрон диметилсульфида переходит в -зону металла. В этом случае, как мы видели в разделе V, 86, образуется координационная связь. [c.60]

Но если ядра кластеров при увеличении степени конденсации стремятся к структуре металлической фазы, то схема МО приближается к схеме зон металла выделяются и постепенно расходятся по энергии блоки МО, происходящие в основном от п—1) -, пз- и пр-орбиталей металла, причем нижележащий блок р-орбиталей переходит в область несвязывающего, а затем и разрыхляющего поведения. В металлических фазах переходные металлы используют на связь с соседями не более 6 своих валентных орбита-лен пять (п —1) / и одну П5. Это значит, что по мере усложнения кластеров отношение п /пм должно уменьшаться, стремясь к 12. Действительно, если у N ( 0)4 оно равно 18, а при переходе к 1г4(СО),2 уменьшается до 15, то у [НК1з(СО)24На]2" составляет уже 13,08 (п,. = 170, Пм=13). Поэтому правила Уэйда, согласно которым /ге/пм- 14, не выполняются. В результате обобщения квантово-механического машинного эксперимента (расчета серии кластеров КН) Лауэр предложил эмпирическое валентное правило для клоза-конфигураций [c.146]

Металлы переходной группы. Наиболее распространены представления о связи активности с числом дырок в -зоне металла например, при реакции окисления На и гидрирования СНг = = СНа самыми активными оказываются металлы У1П группы (N1, Р(1, Р1 и др.), где -зона не совсем заполнена и количество дырок в ней велико при переходе же к I группе (Си, Ag, Аи), когда -зона полностью заполнена, активность резко падает. Для сплава N1—Си в реакции гидрирования стирола СаНбСН = = СНа + На —> С0Н5СН2 СНз найдена линейная связь между числом дырок в -зоне и активностью. [c.474]

Развитие ветвления трещины определяется структурой сплава, составом и концентрацией среды. Ветвление трещшш и кинетика ее развития во многом зависят от наличия в стали неметаллических включений. Возникающее вокруг неметаллических включений объемно-напр енное состояние вызывает диффузию компонентов жидкой среды в данную зону металла. Поэтому воздействие агрессивных сред на загрязненную, нерафинированную сталь сильнее, чем на чистый металл. Характерно, что граница металл-включение служит местом скопления дислокаций, вакансий, примесей атомов й тому подобных дефектов, что увеличивает активность центров взаимодействия поверхности металла со средой [30]. [c.46]

Понятие "технологическая наследственность" — условное. Она определяется соотношением изменений физико-механических и электрохимических свойств металла при предшествующей и последующей обработках. Если финишная операция, например шлифовка, предусматривает удаление сравнительно толстого слоя металла, глубина которого превышает глубину деформации металла при предшествующей механической обработке, то явления технологической наследственности может не наблюдаться, Здесь под глубиной деформации понимается не только толщина слоя, структура которого при металлографическом анализе отличается от сруктуры сердцевинных зон металла, но и более глубокие изменения в танкой структуре, которые при металлографическом анализе не различаются. [c.169]

Аналогичные взаимодействия происходят и между атомами других твердых веществ. Для любого кристалла можно построить валентную зону, образованную валентными атомными орбиталями. Однако металлы отличаются от всех остальных твердьге веществ тем, каким образом их электроны заполняют тесно расположенные энергетические подуровни внутри зоны. Металлы обладают сравнительно небольшим числом валентных электронов, и поэтому их валентная зона оказывается заполненной лишь частично. Поскольку, например, у атомов натрия имеется всего по одному валентному электрону, в металлическом натрии они заполняют лишь часть энергетических уровней валентной зоны. При температуре абсолютного нуля эти электроны занимали бы только самые низкие уровни зоны, но [c.390]

Арден, Бурсталь и Линстед [338] применили бумажную хроматографию и выделили уран из смеси, используя в качестве растворителя тетрагидросильван с 5 % HNO3 или тетрагидрофуран с 7% HNO3. Затем они вырезали зону металла, сжигали бумагу, остаток обрабатывали 0,1Л НС1 и полярографировали раствор. [c.192]

Причем эти разлотия зависят и от того, определены ли эти характеристики на однородном образце, который имитирует какую-либо зону, или они определены на образце из сварного соединения, в котором рядом с трещиной находятся зоны металла с другими свойствами. Значения К , найденные для сварного соединения, соответствуют лишь принятым в эксперимеше условиям. Степень влияния неоднородности свойств на значения К пока исследована мало. [c.49]

Можно видеть, что долговечность сварных соединений значительно ниже, чем у основного металла, причем трещины в металле шва появляются уже после нескольких циклов нагружения вне зависимости от уровня номинальных напряжений и быстро превращаются в сквозные, не выходя существенно за пределы шва. В момеьгг нарушения герметичности образца со сварным швом длина сквозной трещины оказывалась меньше, чем у образцов из основного металла (30 и 250...300 мм соответственно). Основной причиной столь низкой долговечности являлось наличие остаточных напряжений, химической и структурной неоднородности в зоне металла шва. На это указывают следующие факты. Трещины первоначально возникали поперек шва, т.е. перпендикулярно направлению продольных остаточных напряжений, и быстро росли в глубину шва, что, по-видимому также связано с действием [c.472]

Микроструктурный анализ сварного соединения ГЦТ Ду 500 из стали 08X18H12T после 100 тыс. ч эксплуатации показал, что околошовная зона металла труб (зона термического влияния сварного соединения) характеризуется аустенитной структурой с выделением карбидов преимущественно по границам зерен. Отмечено существование крупных карбидов в теле зерна и по фа-ницам размером до 8 мкм. Размер зерна основного металла (зона термического влияния) труб с обеих сторон сварного шва соответствует, в основном, баллу 3—4. Встречаются лишь незначительные по размерам участки, оцененные баллом 2. В табл. 25 приведены данные измерения химического состава металла шва ГЦТ Ду 500 петли № 2 III блока НВАЭС (сварной стык № 18, заводская сварка) после 100 тыс. ч эксплуатации. [c.118]

Рис. 63. Схема расположения надрезов в плоском образце в зоне металла шва 2— в зоне сплавления 3 — ъ зоне термовлияния

Металлизация атомов неметалла способствует увеличению электронной концентрации в решетке переходного металла, деформированной в процессе внедрения, что приводит к заполнению вакантных состояний в -зоне металла и усилению ковалентности связи. При этом образуются прочные гибридные sp-связи с участием -электронов переходного металла и sp-электронов внедряющихся атомов. Именно поэтому максимальной тугоплавкостью обладают карбиды и нитриды начальных элементов -рядов (металлов 1VB — VB-rpynn). Сами же эти металлы не являются наиболее тугоплавкими в своих рядах. В то же время карбиды и нитриды хрома, молибдена и вольфрама, обладающих максимальными температурами плавления, относительно менее тугоплавки. Это можно объяснить тем, что в самих металлах VIB-группы ковалентность максимальна, дефицит электронов ощущается не столь остро и электроны внедряемых атомов способствуют главным образом металлизации связи. [c.218]

В то же время, если энергия валентных состояний адатома находится за пределами валентной зоны металла, виртуальные связывающие состояния образоваться не могут. Если атомный энергетический уровень расположен значительно ниже уровня Ферми, то в принципе возможен такой переход электрона с уровня Ферми и образование адиона, при котором кулоновское отталкизаике электронов в ионе не повышает энергию ионного состояния (после учета взаимодействия между ионом и его изображением в металле) настолько, чтобы связывание стало невозможным. Однако атомный энергетический уровень, по-видимому, редко располагается настолько низко, чтобы имела место чисто ионная адсорбция. Более вероятным представляется промежуточный вариант электроны не локализуются на адатоме, а распределяются между ним и одним или несколькихми поверхностными атомами металла с образованием квазинор-мальной ковалентной связи. Вполне допустимо участие в этом связывании металлических валентных состояний у верхней границы валентной зоны, где их плотность (для переходных металлов максимальна. [c.18]

Установление корреляционных соотношений между каталитической активностью и ростом -характера металла (или, что то же, с количеством вакансий в -зоне металла, критерием недостроенности -электронного уровня и пр.) проводилось многими авторами. Результаты, полученные при гидрировании этилена на переходных металлах, показали, что активность катализатора постепенно увеличивалась с ростом -характера металла [95]. Авторами [95, 105, 106] в ряде случаев наблюдалась симбатная связь между каталитической активностью металлов и процентом их -характера, который для никеля составлял 40%, для родия — 50, для палладия — 46, для платины — 44% [107]. Согласно [108, 109], изменение каталитической активности металлов также обусловлено изменением среднего числа свободных мест в -зоне, т. е. валентных -электронов. [c.63]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология