Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Металлургия -> Арчаков Ю.И. -> "Водородоустойчивость стали " -> 3

Водородоустойчивость стали - Арчаков Ю.И.

Арчаков Ю.И. Водородоустойчивость стали — М.: Металлургия, 1978. — 161 c.
Скачать (прямая ссылка): vodorodoustoyichivoststali1978.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 52 >> Следующая

В табл. I приведены термодинамические расчеты содержания метана и водорода в газовой фазе, находящейся в контакте с углеродистой сталью при 200—600°С и давлениях 50— 1000 ат. С повышением температуры при постоянном давлении содержание метана в газовой фазе несколько уменьшается.
При расчете реакций равновесия при высоком давлении необходимо было бы учитывать отклонение состояния системы от иде- i альных газов. Однако непосредственные измерения [2] показали, что отношение содержания метана к водороду в равновесной смеси (Р =10-^-200 ат) с повышением давления увеличивается в строгом соответствии с законом действующих масс, а константа равновесия остается неизменной. По данным, приведенным в монографии Даркена и Гурри [33], коэффициенты фугитивности водорода и метана при температуре 200° и давлении 1000 ат равны соответственно 1,54 и 1,40.
В случае необходимости значения парциальных давлений водорода и метана (см. табл. 1) могут быть уточнены с учетом отклонения газов от идеального поведения.
В последние годы появились работы '[3—8], в которых дан термодинамический анализ водородной коррозии стали. В ряде исследований1 равновесные значения объемных концентраций водорода и метана рассчитывали с использованием термодинамических характеристик изменения стандартных значений свободных энергий.
В работе [7] приводятся значения фугитивности метана 10е— 107 атм, рассчитанные для углеродистой стали, что соответствует давлению метапа примерно в 105—106 атм, вызывающему разрушение стали. По мнению Винера [7], давление газа в порах менее 104 ат не приводит к растрескиванию стали.
Ряд работ i[3, 8] посвящен оценке разрушающих давлений метана в углеродистой и легированной ниобием сталях. Значения фугитивности метана для ряда температур и давлений рассчитаны на основании анализа взаимодействия водорода с цементитом стали Были сделаны допущения: поскольку растворимость углерода в феррите мала, то практически активность железа равна единице Длд, оценки^ водородоустойчивости стали вводится понятие критического-давления метана, т. е давления, которое еще не вй-зываёт~ржггрескивания метаЖга. Однако в ряде случаев необхтг-
1 Боголюбский С. Д. Влияние термодинамических факторов на водородную коррозию сталей. Автореф. канд. дис. М., 1968.
7
Таблица 1. Константы равновесия Ка и равновесные
и карбидом железа+насы
Тем- пера- тура, °С «а Содержание СН4 и Н2 в газовой
Е0 200
СН. н2 сн. нг
200 7,21-Ю”9 49,9994 6-10-4 99,9992 8-10-4
250 2,97-10-7 49,996 4-10-3 99,995 5-10-3
300 6,40-10-е 49,982 1,8-10-2 99,975 2,5-10-2
350 8,41-10-5 49,935 6,5-10-г ¦99,91 9-10-2
400 7,55-10-4 49,81 ‘1,9-10-1 99,72 2,8-10-1
450 5-10-3 49,50 5-10-1 99,3 7-10-1
500 2,59- Ю-2 48,88 1,12 98,4 11.6
550 U 1,02-10-2 47,71 2,29 96,73 3„27
600 39,6-10-2 45,75 4,25 93,90 6,1
димо учитывать напряженное состояние в реальных условиях работы" конструкций.
Наиболее подробно вопросы термодинамики водородной коррозии сталей рассмотрены в работах [4—6]. Цель этих исследований — выяснение связи между термодинамической активностью углерода в сталях и склонностью их к водородной коррозии. Эту связь авторы работ [4—6] характеризовали определенными количественными соотношениями. При выполнении термодинамических расчетов предполагалось, что метан образуется по реакции (6) при взаимодействии с углеродом, находящимся в феррите на поверхности микрополостей, существующих в стали.
Константа равновесия реакции (6) определяется по уравнению:
Ка ~ PchJPh2 ас • (8)
где С — содержание углерода в стали;
Ка — константа равновесия реакции;
/>сн4 и Рн2— соответственно равновесные давления метана и водорода.
ас — термодинамическая активность углерода в стали.
Уравнение (8) может быть примечено к гетерогенной системе, так как сопряженные фазы (раствор углерода в железе и карбидные фазы) находятся в равновесии.
По мере удаления углерода из твердого раствора а-железа устанавливается градиент концентрации углерода между микрополостью и окружающим перлитом, что приводит к "распаду цемен-титной составляющей.' Термодинамическая активность углерода в феррите в равновесии с цементитом остается постоянной до тех пор, пока в стали имеется цементит.
Известно, что молекулы метана не могут находиться в кристаллической решетке железа; накопление метана происходит в микропустотах, которые сконцентрированы в основном по границам зерен. Металл, окружающий микрополости, непроницаем для метана, диффузия же водорода через него возможна. Поэтому водород, находящийся в пустотах, имеет постоянное парциальное
8
концентрации между смесями метан — водород щенный раствор а-железа
фазе при давлениях ат:
300 600 4000
сн. н2 СН4 Н2 сн4 н2
299,998 2-10-3 599,998 2-10-3 999,997 з-ю-з
299,991 9-10-3 599,987 1,3-10-2 999,983 1,7-10-2
299,956 4,4-10-2 599,94 6-10-2 999,92 8-10-2
299,84 1,6-ю-1 599.78 2,2-10-1 999,71 2,9-10-1
299,56 4,4-Ю-1 599,34 6,6-10-* 999,13 8,7-10-1
298,78 1,22 598,3 1.7 997,77 2,23
297,22 2,78 . 596,07 3,9 994,92 5,08
294,3 5,7 591,9 8,1 989,5 10,5
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 52 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама