Page 448 - Основы_химии
P. 448
440 Д О П О Л Н Е Н И Я К Г Л А В Е X X I I . [580 —580 а
[580] Параффіга защищает лучше многих других веществ железо от ржавления на
воздухе, как показали мпе опиты в 60-х годах, о чем я неоднократно упоминал. Ныне
очень часто многие применяют этот способ.
О действии цинка см. главу X V I I I , доп. 483. На основании быстрого ржавления
и увеличпвания объема железа в присутствии воды п аммиачных солей, для водопровод
ных и паропроводных труб применяют железную набойку, плотно уколачиваемую в стыке
двух чугунных труб или в тому подобных местах. Для этого смешивают мелкий поро
шок железных или чугунных опилок с небольшим количеством нашатыря (и серы) и смо
ченную массу туго убивают в щели; после некоторого времени, особенно после пропуска
ния воды или паров, она разбухает до того, что герметически запирает забитое от
верстие.
[580 а]. (Дополнение А. И. Г о р б о в а . ) Сущность процессов, происходящих при
ржавлении железа, еще недостаточно выяснена. По Calvert (1876) и Сгит Brown (1888)
в ржавлении участвуют: железо, вода, кислород и углекислый газ; реакция идет по схеме:
8
4Fe - f Н 2 0 + 8COj = 4Fe(IIC0 3 ) 2 + 4Н 2 и
4Fe(HC0 8 ) 2 + 2Н 2 0 + 0 2 = 4Fe(OH) 8 + 8С0 2 .
Углекислый газ играет роль катализатора. Щелочи задерживают ржавление потому,
что онп нейтрализуют С 0 2 . (Этим объясняется то обстоятельство, что в железобетоне же
лезо не ржавеет, так как бетой от присутствия Са(0Н) 2 имеет щелочную реакцию.)
Dunstan, Jowett и Goulding (1905) считают, что ржавление" идет и без С 0 2 и что проме
жуточным продуктом при' нем образуется перекись водорода. Реакция идет по схеме :
Fe + H 2 0 = Fe0 + H 2 , Н 2 + 0 2 = Н 2 0 2 и 2FeO + Н 2 0 3 = Fe 2 0 2 (OH) 2 .
Такого рода структуру в закалепной углеродистой стали следует рассматривать как своеобразный твердый
раствор углерода в мкелезе, возникший в процессе закалки как результат удержания промежуточной Формы
между о- и Y-структурамп.
Каким образом можно объяснить происхождение цеитрировавно-тетрагональной решетки в закален
ной стали?
Бейн предлагает решетку куба с центрированными гранями рассматривать как решетку центриро-
ванно-тетрагональпую (рис. 3) с отношением осе il 1,42 п с параметрами равными 3,60 А и 2,84 А.
Решетка центрированного куба, с этой точки зрения, может быть рассматриваема как частный ^случай
центрированно-тетрагопальной решетки с отношением осеЯ равным 1,0 п с параметрами равными 2,86 А.
Тогда механизм закалки стали можно себе представить как образование промежуточной структуры
тоже центрированно-тетрагональвой, во с отношением осей, рапным от 1,06 до 1.
•
• •
•
•
2,86 А 3,60 А
Рис. 1. Рис. 2.
Также возможно и не входя в обсуждение механизма перехода из f- в я-структуру высказать ино»
попимапие интересующего нас вопроса. С точки зрения рентгенографического анализа, твердые растворы
могут быть двух типов. Первый тип. когда атом растворенного вещества замещает атом растворителя в его
решетке. В этом случав чужой атом, будучи симметрично окружен атомами растворителя, оставляет симметрию
решетки прежней, или расширяя решетку или ее сжимая, в зависимости от того, обладает ли он большим
или меньшим объемом, нежели атом растворителя.
Второй тип твердого раствора, когда атом растворенного вещества не замещает атом растворителя,
а располагается между его атомами, не занимая узлов решетки. Для этого случая мыслимы две возмож
ности—или образование твердого раствора с сохранением симметрии решетки растворителя, или образова-
яие решетки, обладающей меньшей степепью симметрии. Рассмотрим частный пример — твердый раствор
углерода в у-железе. По данным, упомянутым выше, этот случай принадлежит ко второму типу твердых рас
творов. Паиболее вероятное положение атома углерода в решетке куба с центрированными гранями — будет
центр куба. Тогда воздействие атома углерода по всем трем осям кубической решетки будет одинаковое.
Диаметр атома углерода 1,30 Ä, атома железа 2,48 Â, период же решетки у-железа 3,00 А. Отсюда ясно,
что параметр решетки твердого раствора углерода в у-железе должен быть больше параметра решетки -(-же
леза, что и имеет место.