ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Насыщение металлов газами и поверхностные явления из "Поверхностные явления в сварочных процессах " Как известно [99], из находящихся в атмосфере дуги газов наиболБшей растворимостью в металле обладают азот и водород. Кислород присутствует в стали в основном в виде оксидных включений, и лишь ничтожная его часть находится в растворенном состоянии. Поэтому ограничимся рассмотрением особенностей кинетики перехода из атмосферы в металл и обратно лишь для азота и водорода. [c.72] Процесс перехода газов из металла в атмосферу будет в общем состоять нз тех же этапов, но протекающих в обратном порядке. [c.73] Однако на процесс распределения газов между металлом и атмосферой могут оказывать существенное влияние адсорбция газа из атмосферы на поверхность металла или адсорбция газа из объема металла на его поверхность. [c.73] Об этом, в частности, свидетельствуют данные [101, 102], согласно которым при перемещивании металла, при скоростях конвективных потоков, больщих 0,5 см/с [101], удаление из металла и азота и водорода протекает в кинетическом режиме. Следовательно, в условиях сварки, когда скорости циркуляции металла со ставляют б—10 ом/с [91] и выше, ход всего процесса распределения газов будет во мно1гом определяться протеканием второго и третьего этапа. Роль этих двух этапов особенно возрастает благодаря тому, что при сварке распределение N2 и На между металлом п газовой фазой обычно не достигает равновесия. [c.73] Однако протекание второго и третьего этапов зависит от структуры и свойств поверхностного слоя, а значит и от. наличия в металле поверхностно активных элементов. Эта зависимость объясняется тем, что в случае, когда в металле находятся поверхностно активные компоненты, атомы газа могут занять не всю поверхность металла, а лишь некоторую ее часть, которая, очевидно, будет тем меньше, чем больше присутствует в металле поверхностно активных элементов. [c.74] Исследования, посвященные изучению поверхностной активности водорода и азота в жидком железе и в бинарных сплавах на основе железа, были проведены сравнительно недавно [103, 104]. Влияние водорода и азота. на поверхностное натяжение некоторых сталей было исследовано ранее [21, 26]. Проведенные исследования, несмотря на некоторое различие в результатах, свидетельствуют о незначительной поверхностной активности водорода. При этом, согласно [103], водород несколько снижает поверхностное натяжение Стм-г сплавов Ре— С, Ре—51, Ре—и Ре—5, не влияет на поверхностное натяжение чистого железа и повышает его величину в сплавах Ре—Мп. По данным других авторов, водород является поверхностно активным элементом в армко-железе и сплавах Ре— С, причем поверхностная активность его зависит от содержания углерода в расплаве и снижается три повышении концентрации углерода. [c.74] Т — абсолютная температура, авторы установили, что адсорбция водорода падает с ростом содержания углерода в расплаве (табл. 7). [c.76] Наличие в металле инактивных компонентов, например молибдена, изменяет растворимость аэота в железе, ио не влияет [108] на скорость его растворения. [c.78] Таким образом, хотя при насыщении металлов газами важное значение имеет объемная емкость металла, необходимо учитывать и чисто поверхностные явления — адсорбцию. Причем адсорбционно-кинетический этап процесса распределения газа между металлом и газовой фазой при температурах, близких к температурам плавления металла и при условии перемешиваиия расплава, может лимитировать скорость всего процесса [109]. [c.78] При выделении же газов, когда температура сварочной ванны близка к температуре кристаллизации металла, присутствие поверхностно активных компонентов в металле может заметно повлиять на скорость выделения из него и азота, и водорода. [c.79] Этот вывод подтверждается, например, данными И. К. Походни [196], который отметил, что при наличии в сварочной ванне кремния, в металле наплавки увеличиваете содержание водорода. Следовательно, от присутствия в металле поверхностно активных элементов в конечном итоге зависит содержание газов в наплавленном металле, а значит и процесс образования пор. [c.79] Вернуться к основной статье