подвижных дислоцированных атомов, занимающих дефектные места в решетке и восстанавливающих идеальную кристаллографическую структуру. Постепенное снятие собственных напряжений (релаксация) происходит и при нормальной температуре, однако идет оно очень медленно и тянется годами. Нагрев конструкции до 500— 550 °С при высоком отпуске активизирует процессы диффузии и позволяет снимать напряжения за несколько часов.

В некоторых случаях диффузионные процессы при сварке приводят к нежелательным последствиям. Так, при сварке двухслойной стали (СтЗ + 1Х18Н9Т), несмотря на все меры предосторожности, некоторая часть углерода диффундирует из сравнительно высокоуглеродистого основного металла (СтЗ) в низкоуглеродистый нержавеющий слой и антикоррозионные свойства нержавеющего слоя снижаются.

Подобное явление наблюдается и при наплавке чугуна на сталь или стали на чугун. Небольшой объем чугуна вблизи поверхности сплавления обедняется углеродом, кремнием и другими элементами за счет диффузии их из чугуна в сталь. В то же время некоторый объем стали насыщается этими элементами и образует очень твердую прослойку высокоуглеродистой стали, плохо поддающейся механической обработке.

В металлах всегда растворено некоторое количество газов, в том числе и водорода. Последний может диффундировать из более холодных объемов в более нагретые, насыщать сварочную ванну и способствовать возникновению пор.

Диффузионные процессы имеют большое значение для выравнивания химического сострвч сварного шва по объему. В большинстве случаев сварки плавлением химический состав основного металла существенно отличен от состава электродной или присадочной проволоки. Даже отдельные капли, переходящие в сварочную ванну, могут сильно отличаться друг от друга в этом отношении. В таких условиях химическая однородность металла шва может быть достигнута только в результате совместного влияния перемешивания основного и электродного металлов в сварочной ванне и процессов диффузии элементов. Диффузия имеет большее значение при сварке разнородных металлов, например Си с AI, Fe с Си и т. п.

Приведенных выше примеров, очевидно, достаточно для того, чтобы подчеркнуть значение диффузионных процессов в условиях сварки плавлением и обратить внимание на необходимость дальнейшего глубокого их исследования.

Контрольные вопросы и задания

Jв чек сущность первого начала термодинамики? Дайте его математическое выражение.

Поясните смысл закона Гесса. Каким образом, пользуясь им, можно определить тепловой эффект химической реакции?

Найдите тепловой эффект реакции образования ацетилена:

СаС2 + 2Н20 Z Са(ОН)2 + С2Н2.

Энтальпии веществ, участвующих в реакции, приведены в табл. 23. Ответ: Q = 30,91 ккал/моль. Найдите тепловой эффект реакции

СаО + С02 = СаС03

при температуре 600 °К и 1000 °К- Энтальпии веществ, участвующих в реакции, и уравнения истинных молярных теплоємкостей СаО, С02, СаСОэ приведены соответственно в табл. 23 и 22.

Ответ: Q6oooK = 41,8 ккал/моль; Qi000»к = 40,3 ккал/моль. V В чем смысл второго начала термодинамики? Дайте математическое выражение второго начала термодинамики.

Какой физический смысл энтропии в отличие от теплоемкости вещества, имеющей ту же размерность? Определите изменение энтропии NiS при нагревании от 298 до 490 °К- Уравнение для ср Nis приведено в табл. 22.

Ответ: AS = 7,27 кал/(моль ■ °К).

Что следует понимать под изотермными потенциалами? Выведите на основании первого и второго начал термодинамики математические выражения для изохорно-изотермного и изобарно-изотермного потенциалов.

Как можно по изменению величин изотермного потенциала реакции судить о направлении ее развития?

Что выражает собой химический потенциал системы?

Как выражается химический потенциал компонента идеального газа? реального газа? Что такое летучесть?

Что следует понимать под разбавленным и совершенным растворами? Выразите химический потенциал для растворителя и растворенного вещества в этих растворах.

Каким образом можно определить химический потенциал вещества, находящегося в реальном растворе? Что такое активность?

чЧто называется равновесием химической реакции и какой характеристикой оно определяется?

Проанализируйте уравнение изотермы реакции. Что оно позволяет определить?

Как влияет давление и температура на положение константы равновесия реакций? Выведите зависимость константы равновесия от температуры.

Как вычисляется константа равновесия реакций? Пользуясь приближенными методами расчета, определите Кр реакции СО -}- Н20 = СОа + Н2 при 1000 и 2000 °К- Необходимые данные по ДЯ. и S возьмите из табл. 23.

Какие условия необходимы для растворения газов в жидкой фазе?

В чем сущность закона распределения Нернста?

Какие особенности свойственны поверхности контактирующих фаз?

Что такое испарение? От чего зависит испарение чистого вещества, а также находящегося в смеси с другими в растворе?

Пользуясь данными табл. 23, определите прочность оксидов, образуемых Fe; Si; Al при температурах 1000, 1500 и 2500 °К: 1) по величине изобарного потенциала образования оксидов (по формуле AG = Д//° —TUS ); 2) по из-

менению упругости диссоциации тех же оксидов при тех же температурах

по формуле lg р0 = — - gygy, І ■ Проанализируйте результаты.

Что называется диффузией? Сформулируйте и выразите в математической форме первый и второй законы Фика.

Что такое коэффициент диффузии и какие факторы влияют на его величину?

В чей заключаются особенности процессов диффузии, протекающих при сварке плавлением?