Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Петрунин И.Е. -> "Физико-химические процессы при пайке" -> 36

Физико-химические процессы при пайке - Петрунин И.Е.

Петрунин И.Е. Физико-химические процессы при пайке — М.: Высшая школа, 1972. — 280 c.
Скачать (прямая ссылка): fizhimprocespripayke1972.djvu
Предыдущая << 1 .. 30 31 32 33 34 35 < 36 > 37 38 39 40 41 42 .. 86 >> Следующая

Рис. 34. Кривые равновесия газовой смеси сложного состава при взаимодействии с железом
щаются влево, т. е. в сторону окисления металла, то для создания условий восстановления в обоих случаях необходимо или повышать температуру нагрева или снижать содержание в газовой атмосфере паров воды и углекислого газа.
Практически парциальное давление водяного пара в газовой атмосфере выражают через экспериментально определяемую точку росы, т. е. температуру конденсации влаги, содержащейся в газе. Кривые зависимости точки росы водородно-водяной смеси от температуры обратимых реакций между различными окислами металлов и водородом показаны на рис. 33. Область значений точек росы, расположенных правее кривых, отвечает условиям восстановления металлов из окислов, левее — условиям окисления металлов. Так, для восстановления окисла хрома при 1000° С требуется, чтобы точка росы была не ниже —40° С. При нагреве до 1200° С достаточна точка росы —25° С.
В применяемых для пайки восстановительных средах, получаемых путем сжигания горючих газов, одновременно содержатся водород, окись углерода и продукты их окисления. В этом случае при нагреве происходят сложные взаимодействия как между газовой средой и основным металлом, так и в газовой среде. Кривая равновесия газовой смеси, содержащей водород, окись углерода и продукты их окисления, при взаимодействии с железом, показана на рис. 34 *. В зависимости от содержания про-
„ Н20 С02
дуктов окисления, т. е. от соотношении —-— и ---------- и
н2 со
температуры создаются условия окисления или восстановления окислов железа.
Наряду с процессами взаимодействия с металлом в газовой среде между компонентами среды протекает реакция:
С02 + Н25±С0 + Н20.
Константа равновесия этой реакции:
к _Рсо Рн,о _ _ (Ш.21)
PcoJ>h,
* Кривая построена без учета влияния углерода, который может образовываться в данной газовой среде.
117
Значение константы при 1000°К можно определить через изменение свободной энтальпии системы AG:
ДО = ( — 47 940 - 46 030) — (— 94 610) =
= 610 кал/мол (2,63 дж/кмоль),
ДО = 640= —4,5757" lgKp,
\рК------------512___— _ о 14
g р 4,575-1000 ’ ’
Кр=0,725.
Если количество взаимодействующих газов в этой системе не соответствует равновесному при данной температуре, то соотношение их изменяется по приведенной выше реакции. Данное обстоятельство необходимо учитывать при осушке газовых атмосфер, получаемых путем частичного сжигания природных или промышленных газов. Для получения устойчивых восстановительных смесей нужно одновременно с парами воды удалять двуокись углерода. В противном случае пары воды снова образуются в результате взаимодействия двуокиси углерода с водородом, так как равновесие в системе Н2— Н20 — СО — С02 при температурах выше 800° С практически устанавливается мгновенно [13].
Для оценки влияния газовой среды сложного состава на процесс восстановления окислов железа рассмотрим условия равновесия между металлом и газовой средой при различных соотношениях ее компонентов. Точка 1 (см. рис. 34) соответствует такому составу газовой среды, при котором происходит окисление железа при 900° С. Если снижать содержание продуктов взаимодействия в газовой среде, то при максимально допустимом содержании Н20 и С02 реакция восстановления при этой температуре может идти при параметрах, соответствующих точке 2, лежащей при той же температуре ниже равновесной линии. Если в газовой смеси, соответствующей по составу точке 1, снижать содержание только уг-
со2
лекислого газа, то соотношение —- уменьшается, но условия восстановления могут быть созданы только при повышении температуры. Например, при 1100° С это будет соответствовать точке 3. Если в газовой смеси, по
118
составу соответствующей точке /, снижать только содер-
Н20
жание паров воды, то соотношение --------- уменьшится и
Н2
газовая смесь будет обладать восстановительными свойствами при более низких температурах. Например, при н о
—2 ¦¦ =0,35 газовая смесь будет обладать восстановитель-Н2
ными свойствами при 700 С (точка 4).
Таким образом, при пайке железа и малоуглеродистых сталей в газовых средах, содержащих водород, окись углерода и продукты их взаимодействия с кислородом, только одновременная очистка газовой среды от углекислого газа и паров воды повышает ее восстановительные свойства. Очистка только от углекислого газа делает атмосферу восстановительной лишь при высоких температурах. Очистка только от паров воды делает атмосферу восстановительной при более низких температурах, но при этом содержание углекислого газа допускается не выше определенного предела, например, при со-Н20 л , С02 й
отношении —— = 0,4 соотношение---------должно быть не
Н2 СО
более 0,7.
Рассмотренные выше кривые равновесия характеризуют восстановительные свойства водорода, окиси углерода и газовых смесей, содержащих эти газы, при условии отсутствия в их составе свободного кислорода. При наличии кислорода, что практически всегда имеет место вследствие подсоса воздуха и адсорбированного кислорода на поверхностях соединяемых деталей и нагревательных элементов, восстановительные свойства газовых сред будут снижаться.
Предыдущая << 1 .. 30 31 32 33 34 35 < 36 > 37 38 39 40 41 42 .. 86 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed