Растворы газов в металлах и сплавах. Закон Сивертса

Более сложные процессыпротекают при растворении газов в металлах и сплавах. При переходе газа в металл или сплав частицы газообразной фазы адсорбируют и молекулы газа диссоциируют на атомы. После этого адсорбированные поверхностью жидкости атома газа переходят в объеме металла и при определенных условиях вступают в хим. реакции с компонентами расплава. (Концентрация растворенного газа выравнивается путем диффузии).

В большинстве случаев растворение газов в металлах и сплавах является эндотермическим процессом, поэтому предел растворимости газа увеличивается с повышением температуры.

Все металлы и сплавы обладают, способностью растворят газы. В 100 г. твердой и жидкой стали содержание Н₂ составляет 2,5 – 6 см ³. Растворенные в стали газы ухудшают ее механические и технологические свойства и способствуют возникновению дефектов в структуре металла.

Н₂ растворяется во всех металлах. С Fе, М п, Аl, Мо, Рt он не образует химических соединений. Растворяясь в твердых металлах в атомарном состоянии, водород образует твердые растворы.

Растворимость газов пропорционально корню квадратному из их давления и увеличивается с повышением температуры. (закон Сивертса).

Для водорода закон Сивертса записывается так

[Н] = k (5.15)

где k – постоянная величина, зависящая от температуры.

Рн₂ – парциальное давление водорода. Азот с Fe образуется 2 химических соединения Fе₄N и Fе₂N

Схематически процесс растворения азота в железе и образование нитрида Fе₄N можно представить так.

N₂ 2 N (5.16)

Дата добавления: 2014-01-04