Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Сварка, резка и пайка металлов -> Диффузионная сварка в вакууме -> Диффузионная сварка в вакууме

Диффузионная сварка в вакууме

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  30  31  32  ...  59  60  61 

В 20-х годах была выдвинута гипотеза об аморфном слое на полированных поверхностях. Более поздние рентгенографические и электроннографические исследования показали, что поверхностные слои состоят из сильно диспергированных, беспорядочно расположенных кристаллов. Поверхностные слои в этих условиях имеют развитую поверхность и являются активнейшими с точки зрения различных физико-химических процессов (окисление, дисперсионное твердение и др.). Поэтому особую важность приобретает физическая чистота поверхности. Только при полном отсутствии на поверхности металла чужеродных атомов поверхность можно считать ювенильной или физически чистой. Такую поверхность можно получить, например, путем скола кристалла или нагрева определенной грани кристалла в высоком вакууме (не ниже 1 • 10-7 мм рт. ст.). Такие поверхности обладают особыми химическими и каталитическими свойствами. Однако сохранить длительное время подобную поверхность можно только в условиях сверхвысокого вакуума. При соприкосновении юве-нильных поверхностей со средой или низким вакуумом начинается мгновенное химическое взаимодействие: окисление, адсорбция и другие процессы.

В качестве примера рассмотрим условия для образования адсорбированного мономолекулярного слоя при различных условиях. Из кинетической теории газов известно, что число молекул п, ударяющихся об 1 см2 поверхности в 1 сек, равно

I

где р — давление в мм рт. ст.;

М — молекулярный вес;

Т — температура в °К.

Отсюда легко показать, что при атмосферном давлении об 1 см2 поверхности каждую секунду ударяется 5,5-1022 молекул кислорода воздуха, что примерно в 108 раз больше, чем для мономолекулярного покрытия поверхности.

В табл. 5 приведен расчет времени, необходимого для образования мономолекулярного слоя на поверхности при 20° С и различных давлениях.

Из табл 5 следует, что соприкосновение металлической поверхности со средой при атмосферном давлении приводит к мгновенному образованию мономолекулярного слоя. В реальных условиях поверхность металла имеет сложную систему адсорбционных слоев (рис. 6). Обычно над ювенильной поверхностью находятся слои окислов, прочно связанные с металлом. Их толщина

достигает нескольких десятков ангстрем. Над слоями окислов в зависимости от конкретных условий могут присутствовать адсорбционные слои газов и воды. На внешней поверхности могут также присутствовать адсорбционные слои полярных и неполярных молекул органических веществ (смазка, масло). Жировые слои могут достигать значительных размеров. Например, после промывки металла с масляным покрытием керосином или бензином слой органических молекул составляет 1— 5 мкм и только при особо тщательной обработке растворителями жировая пленка сохраняется толщиной 10— 100 молекулярных слоев.

Практически масляные покрытия с металла полностью удалить невозможно никакими растворителями. Дело в том, что адсорбционная связь жировых молекул и металла осуществляется как чисто электрическая связь. В этом случае полярные жировые молекулы образуют с металлом двойной электрический слой, что и обеспечивает весьма прочную связь металла и пленки од-номолекулярной толщины. Собственные размеры жировых моле-

о

кул составляют 20—40 А. Жировые молекулы обладают еще одним важнейшим средством — глубоко проникать во все микротрещины на поверхности металла. Характерно, что холодная сварка металла, зачищенного, но захватанного руками, оказывается невозможной, поскольку на металле остается жировой слой толщиной более чем в одну молекулу.

Очистка и защита металлов в высоком вакууме. Рассмотренную выше сложную структуру поверхностных слоев можно нарушить различными физическими воздействиями. Например, невы-

соким нагревом можно освободить поверхность от адсорбционных слоев воды. Сильным нагревом в защитных средах или в тлеющем разряде можно испарить и оксидные пленки. При диффузионной сварке важно не только удалить, но и предотвратить последующее возникновение поверхностного загрязнения. С этих позиций большой интерес приобретает вакуум.

Свойства вакуума как защитной среды в первую очередь определяются количеством примеси в сварочной камере.

Представляет интерес сравнить количество примесей, присутствующих в единице объема технических защитных средств и в вакууме.

В табл. 6 приведены содержания кислорода и азота в зависимости от степени разрежения. Сопоставляя эти данные, можно сделать вывод, что низкий вакуум (около 1 мм рт. ст.) по своим защитным свойствам лучше, чем технически чистый аргон, содержащий 0,05% 02 и 0,23% N2. Сварка в вакууме 0,1 мм рт. ст. лучше, чем в особо чистом аргоне, содержащем 0,003% 02 и 0,03% N2.

Нагрев свариваемого изделия в вакууме сопровождается диссоциацией и испарением окислов, нитридов и гидридов. Особенно легко удаляется водород. Характерно, что удаление газов и их соединений происходит не только с поверхности. В определенных условиях (время и температура) уменьшается их содержание и во внутренних объемах металла. В результате улучшаются физико-механические свойства самого металла.

Из опыта известно, что при нагреве низколегированной или углеродистой стали выше 700—800° С видимое окисление полностью отсутствует уже при разрежении до 1 • 10-4 мм рт. ст.

В то же время при этом давлении и температуре на поверхности свариваемых деталей из стали, легированной 1—2% Сг, появляются видимые в микроскоп тонкие пленки окислов. Во избежание их возникновения следует уменьшить остаточное давление до 1 • 10-5 мм рт. ст. При большем содержании хрома требуется еще более низкое остаточное давление.

Необходимая степень разрежения в вакуумной камере для сварки данного металла или сплава может быть приближенно определена из следующих соображений. Растворимость двухатомных газов (кислорода, азота и водорода) в металлах при давлениях меньше тех, при которых образуется вторая фаза, может быть выражена известным уравнением

S = kp1/2 (15)

где S — растворимость газа в вес. %; k — константа;

р — давление газа в мм рт. ст.

Зная предельную растворимость газа в металле при атмосферном давлении и требуемую конечную концентрацию газа в металле, можно найти примерное парциальное давление данного газа в сварочной

камере, обеспечивающее заданную концентра

цию, из выражения

Рассмотрим, например, технический титан. Предельная растворимость кислорода в титане при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. составляет 18 вес. %. Допустимое содержание кислорода в титане принимают не более 0,5 вес. %. Подставляя эти величины в выражение (16), получим критическое парциальное давление кислорода р2 = 5-10-2 мм рт. ст.

В пересчете на давление воздуха это будет соответствовать около 2,5-10-1 мм рт. ст. Однако степень вакуума, т. е. минимальное остаточное давление воздуха, при котором вообще не наблюдается образования пленки окислов на поверхностях свариваемых деталей, как было указано, устанавливается пока экспериментально.

Одновременно с разрушением и испарением пленок при нагреве в вакууме определенные части пленки могут быть удалены за счет диффузии окислов внутрь материала (растворяться в одном из металлов) либо превратиться в отдельные шаровидные частицы, обладающие значительно меньшей поверхностью.

Сжимающее усилие соединяемых поверхностей. Основное назначение усилия — вызвать микропластическую деформацию, создать максимальный контакт между поверхностями соприкосновения, необходимый для образования физического контакта и развития взаимной диффузии. Рассмотрим, например, какова будет истинная площадь контакта между поверхностями, если после их касания произвести осадку на величину, равную максимальной величине шероховатости Rz. При этом каждая поверхность должна переместиться от линии соприкосновения. Гребешки неровностей имеют различную высоту.

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  30  31  32  ...  59  60  61 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2011.06.02   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

13:03 Прием металлолома, Покупка и вывоз металлолома.

06:18 Квадрат 40ХН2МА горячекатаный

06:18 Квадрат 20ХН3А горячекатаный

06:17 Квадрат 12ХН3А горячекатаный

06:16 Квадрат 40Х13 горячекатаный

06:15 Квадрат 30Х13 горячекатаный

06:15 Квадрат 20Х13 горячекатаный

06:13 Квадрат Р6М5 горячекатаный

06:12 Квадрат 20Х горячекатаный

06:11 Квадрат 6Х6В3МФС горячекатаный

НОВОСТИ

9 Декабря 2017 17:11
Переделка болгарки в ленточную шлифовальную машину

8 Декабря 2017 11:54
Самодельные прицепы-самосвалы для легковых автомобилей (22 фото, 1 видео)

10 Декабря 2017 17:31
Иран в апреле-октябре значительно увеличил экспорт слябов и квадратной заготовки

10 Декабря 2017 16:55
”НЭВЗ” выполнил заказ ”РЖД” на электровозы 4ЭС5К

10 Декабря 2017 15:37
Японский импорт нержавеющей стали в октябре вырос на 3,1%

10 Декабря 2017 14:29
”Ростерминалуголь” отгрузил на экспорт 23 млн. тонн с начала года

10 Декабря 2017 13:26
Китайский импорт цинковой руды за 10 месяцев вырос на 31,5%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Строительная экспертиза - основные направления

Бизнес с использованием франшизы

Бытовки – особенности и назначение

Хроматографы и комплектующие к ним

Автоматическое оборудование пожаротушения

Компания «МеталлСтрой» выводит сервис на новый уровень

Особенности и классификация некоторых типов металлолома

Утепление окон к зиме

Почему компании выбирают грузовые авиаперевозки

Приборы для контроля качества изделий металлообработки

Мягкие кушетки и диваны в интерьере дома

Арматура - происхождение и применение

Особенности и классификация стальных труб

Некоторые аспекты выбора квартир

Системы очистки воды в бассейнах

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "Русский металл" предлагает изготовление металлоконструкций.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.