Структура и свойства покрытия из нержавеющей стали, напыленной на Сталь 3 и оплавленной электронным пучком
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
?иала при эксплуатации и обладать хорошими технологическими свойствами.
Углеродистые конструкционные стали подразделяют на стали обыкновенного качества и качественные [2].
Стали обыкновенного качества наиболее дешевые, поэтому их широко применяют. По сравнению с качественными сталями в процессе выплавки они меньше очищаются от вредных примесей (содержат больше серы и фосфора). Их отливают в крупные слитки, вследствие чего в них сильно развита ликвация, нередко они содержат большое количество неметаллических включений.
Из стали обыкновенного качества изготовляют горячекатаный рядовой прокат (балки, прутки, швеллеры, уголки, листы и поковки). Указанные полуфабрикаты широко применяют для строительных и других сварных, клепаных и болтовых конструкций (балок, ферм, конструкций подъемных кранов, корпусов сосудов и аппаратов, каркасов паровых котлов, драг и т.д.), а также для мало напряженных деталей машин (осей, валов, шестерен, пальцев траков, втулок, валиков, болтов, гаек и т. д.). Многие детали машин упрочняют термической обработкой.
1.2 Влияние внешних факторов на свойства металлов и сплавов
.2.1 Коррозионная стойкость материалов
Металлы и металлические сплавы - основные конструкционные материалы для большинства отраслей народного хозяйства. Однако изделия из металлов и сплавов под действием различных физико-химических и биологических факторов разрушаются или теряют (снижают) свои потребительские качества. Такое разрушение изделий из металлов при воздействии внешней среды получило название коррозии металлов. Слово коррозия производное от латинского словообразования соrrоdо (обгрызать, изгрызать), где корень гоdо - разъедать [5].
Коррозия материалов - процесс самопроизвольный, всегда негативный с точки зрения промышленной практики. Однако можно привести примеры, когда коррозия играет положительную роль и преднамеренно провоцируется - например, при кислотной очистке поверхности металлов. В данной дипломной работе коррозия металлов будет рассматриваться как негативное, вредное для техники явление.
Атмосферная коррозия - это разрушение металлов во влажных средах при температуре окружающей среды. При этом преобладают электрохимические гетерогенные процессы на границе раздела фаз (поверхность металла - тонкий слой влаги, сконденсировавшейся на поверхности металла).
Гетерогенный электрохимический процесс атмосферной коррозии часто сопровождается кислородной деполяризацией, но в условиях промышленной атмосферы, содержащей различные агрессивные газы, коррозионный процесс может протекать и за счет водородной деполяризации. На скорость процесса атмосферной коррозии влияют характер атмосферы, продолжительность воздействия, состав металла и состояние его поверхности. Влажность, температура и степень загрязнения атмосферы влияют на качество и состав образующихся на поверхности металла пленок влаги, причем в таких слоях становится возможным возникновение концентрационной поляризации.
В промышленных районах атмосферная коррозия может интенсифицироваться под действием так называемых кислотных дождей, основными агрессивными составляющими которого являются H2SO4 и HNO3. Выделяющийся в атмосферу SO2 растворяется в каплях воды с образованием сернистой кислоты H2SO4, которая подвергается фотохимической реакции в каплях под действием ультрафиолетового излучения с образованием сернокислотного тумана. Присутствующие в водяных каплях ионы марганца или железа служат катализаторами этого процесса. Образование сернокислотного тумана ускоряется в результате окислительного действия H2O2 и озона. Кислотные дожди (рН < 4) легко вызывают коррозию сплавов железа [3].
В зависимости от влажности атмосферы различают несколько видов атмосферной коррозии: мокрую, влажную и сухую коррозию.
Мокрая атмосферная коррозия наблюдается при капельной конденсации влаги на поверхности металла при относительной влажности воздуха, равной 100%. Так корродируют металлические конструкции под воздействием дождя, снега, тумана, т. е. прямого попадания влаги.
Влажная атмосферная коррозия возникает при влажности в атмосфере ниже 100% и сопровождается адсорбционной, капиллярной и химической конденсацией на поверхности металла. Адсорбционная конденсация - это процесс образования тончайшего слоя молекул воды, связанных с поверхностью металла адсорбционными силами. В зависимости от состояния металлической поверхности на ней при влажности немного ниже 100% может адсорбироваться слой влаги в несколько десятков молекулярных слоев.
В случае шероховатой или запыленной поверхности образуется молекулярный слой воды. Химическая конденсация влаги (хемосорбция воды) - это процесс дальнейшего развития адсорбционной конденсации. Для этого процесса характерно образование гидроксидов. Капиллярная конденсация преимущественно проходит в зазорах, щелях и т.д.
Сухая атмосферная коррозия проходит при относительной влажности ниже 60%, т.е. под действием кислорода воздуха. В этом случае наблюдается лишь потускнение поверхности металла вследствие образования пленки из продуктов коррозии. Процесс разрушения в случае сухой атмосферной коррозии подобен химическому процессу роста оксидных пленок на поверхности металла. Пленка на металле в условиях сухой атмосферной коррозии растет очень медленно и рост ее быстро прекращается, однако сухая атмосферная коррозия при появлении на металлической поверхности тончайших пленок влаг?/p>