- •§ 6.5. Резание абразивным инструментом………………………..217
- •Предисловие
- •Глава 1. Общие принципы создания технологии.
- •§ 1.1 Понятие технологического процесса.
- •§ 1.2 Стандарты iso 9000 (исо 9000).
- •Стандарты семейства исо 9000
- •Цели и задачи сертификации
- •§ 1.3 Программы обеспечения качества атомных станций, как
- •§ 1.4 Жизненный цикл изделия.
- •Глава 2. Металлы. Металлические сплавы.
- •§ 2.1 Строение атомов.
- •§2.2 Основные металлические свойства металлов.
- •§2.3. Упругость.
- •§2.4. Общие свойства металлов и сплавов, как веществ,
- •§2.5 Полиморфные превращения (ПфП)
- •§2.6. Сплавы [2].
- •§2.7. Сплавы с особыми физическими свойствами
- •§2.8. Сталь. [2]
- •§2.9. Термическая обработка стали.
- •§2.10. Чугун
- •§2.11. Цветные сплавы.
- •§2.12. Химико- термическая обработка (хто) поверхности
- •§2.13. Композиционные материалы с металлической
- •§2.14 Разрушение металлов и сплавов.
- •§2.15. Механизм процесса разрушения.
- •§2.16. Изнашивание и износостойкость металлов [3].
- •§2.17. Пути повышения прочности деталей.
- •§2.18. Выбор сталей для деталей машин и механизмов [2].
- •§ 2.19. Коррозия и электрохимическая коррозия металлов.
- •§ 2.20 Окисные пленки
- •§ 2.21. Электрохимическая коррозия (эхк).
- •Глава 3. Неметаллические материалы
- •§ 3.1 Полимеры.
- •§ 3.2 Пластические массы.
- •§ 3.3 Резиновые материалы.
- •§ 3.4 Клеящие материалы и герметики.
- •§ 3.5 Рабочие и смазочно-охлаждающие жидкости
- •§ 3.6 Основы технологии производства резино-технических
- •§ 3.7 Основные положения технологии окрашивания
- •Глава 4. Литье.
- •§ 4.1. Некоторые свойства жидких расплавов.
- •§ 4.2 Требования к моделям и литым деталям.
- •§ 4.3 Формовочные смеси.
- •§ 4.4 Основные способы получения литых деталей.
- •§ 4.5 Характерные особенности способов литья.
- •§ 4.6 Брак литья.
- •§4.7 Изготовление деталей методами порошковой
- •Глава 5. Обработка заготовок методами
- •§ 5.1. Сущность процесса пластического деформирования
- •§ 5.2. Основные математические соотношения при
- •§ 5.3. Гибка
- •§ 5.4. Штамповка
- •§ 5.5. Изготовление и закрепление труб.
- •Глава 6. Резание металлов
- •§ 6.1. Сущность процесса резания.
- •§ 6.2. Шероховатость.
- •В таблице 6.2 приведены значения коэффициентов. Шлифование (круглое, предварительное и получистовое)
- •§ 6.3.Энергозатраты процесса резания.
- •§ 6.4. Современные способы сверления отверстий.
- •§ 6.5.Резание абразивным инструментом.
- •§ 6.5. Механическое полирование
- •§ 6.6. Механическая (лезвийная) обработка алмазом,
- •Глава 7
- •§7.1. Основные положения сварки.
- •§7.2. Электрическая сварочная дуга.
- •§7.3. Особенности процесса плавления металла в дуге.
- •§7.3. Основные реакции в зоне сварного шва.
- •§7.4. Формы сварных соединений
- •§7.5 Динамическая прочность сварных соединений.
- •§7.6. Основные требования к подготовке деталей к сборке под
- •§7.7 Электросварка в cреде защитных газов (см. Рис.7.1,д).
- •§7.8. Наплавочные работы.
- •§7.9. Контактная электросварка.
- •§7.10. Газовая сварка и кислородная резка (рис. 7.14).
- •§7.11. Сварка цветных металлов и их сплавов.
- •§7.12.Сварка чугуна.
- •§7.13. Сварка полимеров и пластмасс.
- •§7.14. Пайка металлов.
- •§7.15. Контроль качества изготовления заготовок и сварных
- •§7.16 Резьбовые соединения
- •§7.17 Сборка соединений с гарантированным натягом.
- •§7.18. Соединения деталей с помощью заклепок и точечного
- •§7.19 Точность обработки и сборки.
- •Глава 8.
- •§8.1. Электроимпульсная обработка металлов (эим)
- •§ 8.2. Электроконтактная обработка. (эко)
- •§ 8.3. Плазменная обработка (по)
- •§ 8.4. Электронно-лучевая обработка (эло)
- •§ 8.5. Лазерная обработка (ло)
- •§ 8.6. Электрохимическая обработка (эхо)
- •§8.7. Электрохимическое полирование.
- •§8.8. Гидроструйная обработка заготовок
- •§8.9. Ультразвуковая обработка (узо)
§ 2.19. Коррозия и электрохимическая коррозия металлов.
Кинетика химической коррозии.
Коррозия металлов является одним из важнейших их свойств. Она играет большую роль, как в эффективности осуществления технологических процессов, так и на работу разнообразных конструкций, производимых посредством выполнения технологических процессов.
При коррозии обычно происходит окисление металла. Из-за этого металлические изделия преждевременно разрушаются, а затем со временем могут вообще исчезнуть.
Существуют химическая и электрохимическая коррозии.
Химическая коррозия- самопроизвольное взаимодействие металла с коррозионной средой, при которой окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды происходит в одном акте [6].
Электрохимическая коррозия представляет собой самопроизвольное разрушение металлических материалов из-за электрохимического взаимодействия их с окружающей средой, при которой ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента протекают не в одном акте и их скорости зависят от величины электродного потенциала металла.
Первопричиной химической коррозии металлов является их термодинамическая неустойчивость в различных средах при данных внешних условиях, т.е. возможность самопроизвольного перехода металлов в более устойчивое окисленное (ионное) состояние в результате процесса
Металл + Окислительный компонент = Продукт реакции
с соответствующим уменьшением термодинамического потенциала.
Принципиальная возможность или невозможность само-произвольного протекания химического процесса определяется знаком изменения термодинамического потенциала. В качестве критерия равновесия и самопроизвольности процессов коррозии металлов пользуются изобарно- изотермическим потенциалом G. Это характеристическая функция состояния системы, убыль которой при постоянных давлении и температуре равна максимальной полезной работе. Любой самопроизвольный изобарно- изотермический процесс сопровождается убылью G.
Об осуществимости коррозионного процесса при данной температуре можно судить по значению изменения стандартного изотермического потенциала
Gт= - RTlnKa,
где R - газовая постоянная; Ka - термодинамическая константа равновесия.
При Gт<<0 коррозия осуществима, при Gт>>0 реакция не будет протекать в какой- либо заметной форме.
Если термодинамика и отвечает на вопрос о возможности коррозии, то кинетика коррозионных процессов позволяет оценить скорость этого процесса.
Скорость химической коррозии определяют количественно, наблюдая во времени к какую- либо подходящую для этих целей величину y: глубину проникновения коррозионного разрушения в металл П; толщину образующейся на металле пленки продуктов коррозии hk; изменение массы металла m или объема реагирующего с металлом газа V, отнесенные к единице площади поверхности металла; изменение механических свойств металла или его электрического сопротивления, выраженные в процентах и т.п.
Если y= f(к), то истинная или мгновенная скорость коррозии
Ккорр= dy/dк . (2-44)
Для количественного выражения скорости коррозии приняты показатели коррозии: глубинный, изменения массы, объемный, механический и др., которые являются средней скоростью процесса за время к.
Глубинный показатель коррозии (проникновение коррозии на глубину). КП- глубина (средняя или максимальная) коррозионного разрушения металла П в единицу времени КП= П/ к , например мм/год.
Глубинный показатель коррозии пригоден как для равномерной, так и для неравномерной и местной коррозии и весьма удобен при сравнении скорости коррозии различных металлов с разными плотностями.
Показатель изменения массы - изменение массы образца металла в результате коррозии, отнесенное к единице площади поверхности металла S и к единице времени Km= m/ (Sк), где m - убыль массы за время испытаний после удаления продуктов коррозии. Величина Km может быть положительной или отрицательной.
Первичная стадия окисления металлов
Два кристаллических вещества, одно из которых отлагается или образуется на поверхности другого, могут находиться в состоянии взаимной ориентации их кристаллических решеток. Такие ориентированные состояния наблюдают при возникновении осадков, полученных кристаллизацией из растворов или газовой фазы на поверхности твердых тел во время электролитического осаждения металлов, а также в процессе образования соединений в результате химической реакции. Новая фаза во многих случаях вырастает на подслое, наследуя его кристаллографическую структуру.
В соответствии с принципом, сформулированным Данковым П.Д., решетка возникающей фазы ориентируется относительно исходной таким образом, чтобы между расположением атомов в обеих кристаллографических решетках было максимальное сходство и чтобы атомы новой решетки претерпевали минимальные смещения. В книге [6] предложена следующая схема образования окисных пленок на начальных стадиях взаимодействия металла с кислородом.
Самый верхний слой металла с совершенно чистой поверхностью состоит из электронов, очень слабо связанных с соответствующими атомами металла. В силу большого сродства молекулы кислорода к электрону при адсорбции такой молекулы металлом, например Au или Pt, она захватывает электрон и переходит в ион O2- c соответствующим образованием положительного иона металла на поверхности. Между обоими ионами возникает химическая связь, но одновременно из-за отрицательного заряда молекулярного иона его отталкивают отрицательные заряды поверхности с соответствующей ориентировкой этого иона кислорода.
Затем происходит перераспределение зарядов и масс на поверхности, при котором O2- оказывается симметрично окруженным положительными ионами металла, возникающими в результате взаимодействия с другими кислородными молекулами. После образования такого поверхностного смешанного слоя может происходить новая адсорбция молекул кислорода и т.д. При завершении образования окисной пленки имеет место и обратимая адсорбция кислородных молекул, способных улетучиваться в вакууме. Возникающая после этих процессов связь значительно сильнее связи кислорода в окисле за счет энергии поляризации, т.к. атом кислорода испытывает действие поля, создаваемого нижележащими атомами.
У неблагородных металлов, где вслед за адсорбцией происходит и разрыв молекулы кислорода, механизм образования окисной пленки сложнее, однако и здесь вследствие достаточно больших размеров атомного кислородного иона правильная ориентация кислородных слоев с плотной упаковкой параллельно поверхности металла должна сохраняться.
Таким образом, наличие первого кислородного слоя вызывает движение атомов наружу, возникновение второго кислородного слоя- -дальнейшее движение атомов металла и т.д. На идеально чистой поверхности металла процесс образования начальной (первичной) окисной пленки идет с очень большой скоростью, и поэтому поверхность металла, как правило, не бывает чистой. Внешняя часть кислородного слоя адсорбирована обратимо, а внутренняя, обогащенная катионами металла,- химически. Внешняя часть слоя заряжена отрицательно, а пограничный с металлом слой - положительно.