filebar
Методические пособия по сварочным работам

Свойства и кристаллическое строение окисных пленок

Свойства и кристаллическое строение окисных пленок на поверхности алюминия могут меняться в зависимости от условий окисления. Однако независимо от химического и фазового состава можно выделить некоторые характерные свойства окисных пленок на поверхности алюминия, имеющие значения для процессов сварки.

  • Окисные пленки алюминия отличаются высокими защитными свойствами и на определенном этапе окисления предотвращают дальнейшее взаимодействие алюминия с газами. Это положение подтверждается известным правилом Пиллинга и Бедвортса, согласно которому на поверхности металла образуются плотные защитные пленки в том случае, если отношение
    При n > 1 образуется плотная пленка, в которой действуют сжимающие напряжения, а при n < 1 окисная пленка оказывается рыхлой и в ней действуют растягивающие напряжения. По результатам расчетов для у = Al2O3 = 1,25, в то время как для MgO = 0,78. Соответственно этому меняется и закон окисления этих металлов при нормальной температуре.
  • Окисел Al2O3 отличается большой химической прочностью, устойчив против диссоциации и реакции с другими металлами в твердом состоянии. Восстановление алюминия из окисла в условиях металлургических процессов, в том числе и сварки, практически исключено.
  • Окисел Al2O3 отличается высокой температурой плавления (2050° С) и в условиях сварки не расплавляется. В связи с этим окисная пленка сохраняется на поверхности кромок свариваемых деталей и, несмотря на большую плотность, чем плотность жидкого алюминия, удерживается на большей части поверхности сварочной ванны силами поверхностного натяжения.
  • Окисел алюминия не растворяется ни в твердом, ни в жидком металле и в определенном интервале температур характеризуется постоянством состава и стабильностью структуры.
  • Окисная пленка на алюминии отличается сравнительно высокой механической прочностью. При толщине 1-10"5 см прочность ее на разрыв приближается к 2 кгс/мм2.
  • Электросопротивление окисла Al2O3 высокое.
  • Коэффициент теплового расширения, окисной пленки почти в 3 раза меньше коэффициента теплового расширения алюминия. Поэтому при нагреве алюминия, особенно до расплавления, в окисной пленке неизбежно возникновение трещин.
  • Важнейшей особенностью окисной пленки алюминия является ее высокая адсорбционная способность к парам воды. Водяной пар, адсорбированный окисленной поверхностью алюминия, удерживается до высоких температур. По данным работ, часть имеющейся на поверхности алюминия влаги удерживается даже после выдержки металла в вакууме до температуры 350° С. Оставшаяся часть влаги, очевидно связанная в виде гидрата, удаляется при более высоких температурах и может реагировать с металлом с образованием водорода.
Яндекс.Метрика