Металлургические процессы при работе сварочными электродами.
Часть 4
Растворимость
кислорода в жидком железе при температуре его плавления составляет 0,175%.
Повышение температуры жидкого железа приводит к росту растворимости. В то же
время в твердом железе при комнатной температуре кислород растворяется в малом
количестве – порядка 0,001%. Поэтому основная часть кислорода в сварных швах
находится в виде оксидных включений железа, марганца, кремния и других
элементов.
Эти включения, обычно располагаясь по границам зерен, отрицательно сказываются на механических свойствах наплавленного металла. Они снижают его прочность и пластичность, придают ему хрупкость, особенно при отрицательных температурах.
Растворимость азота в железе зависит от его парциального давления (части
давления, приходящейся на долю данного газа в смеси газов), а также от
температуры и агрегатного состояния железа (твердое, жидкое). При температуре
нёиже 500оС азот в железе не растворим. В твердом железе при
температуре его плавления и давлении азота в 101 кПа он растворяется в
количестве 0,013%, а в жидком при той же температуре его растворимость
скачкообразно увеличивается в три раза и составляет 0,039%. Рост температуры
жидкого металла приводит к дальнейшему существенному увеличению растворимости
азота.
В процессе кристаллизации металла шва с повышенным содержанием азота его растворимость в твердом металле скачкообразно снижается. Азот начинает выделяться на границе растущих твердых кристаллов с жидким металлом. Это может привести к образованию в швах газовых пузырьков (пор), являющихся браковочным признаком.
Наличие азота в твердом металле приводит к образованию твердого и хрупкого химического соединения азота с железом (нитрида железа). Этот процесс, называемый старением металла, протекает медленно. В результате старения прочность металла шва существенно возрастает, а его пластические свойства резко снижаются; шов становится хрупким.
Водород, как азот и кислород, при высоких температурах растворяется в большинстве металлов. Его растворимость зависит от парциального давления, температуры и агрегатного состояния металла. При температуре до 100 – 200оС водород в железе практически не растворим.
часть1 - часть2 - часть3 - часть4 - часть5 - часть6 - часть7 - часть8 - часть9
