ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Взаимодействие жидкого металла с кислородом из "Электродуговая сварка сталей " Свободный кислород может поступать в зону сварки из воздуха, двуокиси углерода, паров воды, карбонатов, высших окислов, диссоциирующих при нагревании. [c.230] Описанная схема окисления и раскисления металла весьма упрощенно отражает процессы, происходящие при сварке в активных газах. При сварке покрытыми электродами и под флюсом реакции взаимодействия металла с защитными шлаками значительно сложнее. При этих способах сварки шлаки содержат различные окислы легирующих элементов, а также некоторые примеси. В результате окислительно-восстановительных реакций легирующие элементы и примеси либо восстанавливаются из флюса и переходят в металл шва, либо, наоборот, окисляются и переходят в шлак. [c.230] Тепловые эффекты обменных реакций приведены в табл. П1.2 [3]. Этот метод применим при взаимодействии металла с кислородом газовой фазы. Оценка (особенно при обменных реакциях) весьма приближенная. Достаточно указать (см. рис. П1.30), что при сварке под флюсом, содержащим большое количество окислов железа и обеспечивающим значительное выгорание серы, уменьшение количества фосфора в наплавленном металле не столь существенно, несмотря на экзотермич-ность реакции восстановления железа фосфором (табл. П1.2). [c.231] Давление кислорода в системе металл — кислород — окисел, находящейся в состоянии равновесия, называется упругостью диссоциации данного окисла и характеризует его прочность (сродство данного металла к кислороду). Упругость диссоциации окисла обозначается и измеряется в атмосферах. Чем меньше упругость диссоциации окисла (чем более отрицательно значение ее логарифма) при данной температуре, тем он прочнее благодаря большему сродству металла к кислороду. В табл. П1.3 и на рис. 1П.7 представлены логарифмы упругости диссоциации свободных окислов для различных температур, рассчитанные применительно к сварке впервые В. И. Дятловым. С повышением температуры упругость диссоциации окислов всех металлов увеличивается, а сродство последних к кислороду уменьшается. [c.232] Элемент, окисел которого при данной температуре обладает меньшей упругостью диссоциации, является более сильным восстановителем (см. рис. II 1.7). [c.233] Все кривые упругости диссоциации окислов металлов (см. рис. III.7) в рассматриваемом интервале температур расположены выше прямой, отвечающей парциальному давлению кислорода воздуха (например, при сварке незащищенной дугой или в защитной среде с таким же парциальным давлением кислорода). Это означает, что в данных условиях все металлы будут окисляться. Исключение составляют закись никеля и окись меди (см. табл. II 1.3) с упругостью диссоциации при температуре выше 2200° С большей парциального давления кислорода воздуха. Следовательно, при этой и более высоких температурах они будут самопроизвольно восстанавливаться из окисла. Благородные металлы, упругость диссоциации окислов которых значительно более высока, либо не окисляются вовсе (золото, платина), либо окисляются весьма слабо (серебро). [c.233] Данный метод оценки также приводит к выводу, что раскисляющая сила углерода с понижением температуры падает, хотя и менее интенсивно. В работе [3] падение раскисляющей силы углерода с понижением температуры по упругости диссоциации окисла оценивается несколько более интенсивным. Немного не совпадают также данные рис. П1.5 и табл. П1.3 по упругости диссоциации окислов марганца и кремния. [c.234] При наличии в металле нескольких элементов окисляться будет каждый из них, взаимодействуя с кислородом как газовой фазы, так и окислов элементов с более высокой упругостью диссоциации (например, РеО), причем с интенсивностью и конечным количественным результатом, зависящими не только от сродства этого элемента к кислороду, но и от исходного содержания его в металле. Вводя в металл более сильные раскислители, можно предотвратить либо по крайней мере в некоторой степени уменьшить выгорание того или иного легирующего элемента, необходимого для обеспечения требуемых свойств металла шва. [c.234] Вернуться к основной статье