Металлы Растворимость азота

Азот поглощается металлом сварочной ванны из атмосферы дугового промежутка, в котором он находится в основном в атомарном и частично в ионизированном состояниях. Растворимость азота в жидком металле выше, чем в твердом, и в процессе кристаллизации металла шва он может выделяться в газообразном состоянии, образуя поры. [c.403]

Растворимость азота в чистых металлах в зависимости от температуры ([4], Г7], [8], (9]) [c.323]

При выплавке стали методом сплавления в индукционных печах содержание азота в металле определяется содержанием его в исходной шихте и ферросплавах. Вследствие высокой растворимости азота в нержавеющей стали, а также образования стойких нитридов удалить азот из стали весьма трудно. Лишь при глубоком вакууме п длительном взаимодействии (при ВПП, ВДП и ЭЛП) удается несколько снизить концентрацию азота. Продувка ванны нейтральными газами дает относительно небольшой эффект наблюдается лишь удаление нитридов титана. В связи с этим основное внимание [c.89]

Растворимость азота в жидкой стали в реальных условиях плавки зависит от химического состава и температуры металла и может быть рассчитана по формуле [c.90]

Растворимость азота в металле изменяется скачкообразно в зависимости от модификации Ре и достигает максимума в жидком состоянии. С повышением температуры расплава раствори- [c.68]

Растворимость азота зависит также от химического состава металла. Элементы Т1, V, N6, Сг, Мл, Мо, W увеличивают его растворимость в чугуне, а А1, Си, Zn, 8, Аз, N1, 81, Р, О, С, Mg -уменьшают. Равновесная растворимость азота в жидком чугуне в зависимости от содержания основных элементов и температуры может быть рассчитана по формуле [c.69]

Азот растворяется в расплавленном металле. При содержании свыше предела растворимости азот образует химические соединения - нитриды. Нитриды могут образовываться также с легирующими элементами, входящими в состав сплавов (в стали нитриды титана и алюминия). [c.228]

Газовые пузыри в слитке возникают вследствие того, что расплавленный металл способен растворять водород, азот, кислород и другие газы. При затвердевании металла растворимость газов в нем резко уменьшается, что приводит к образованию в слитке газовых пузырьков. Водород и окись углерода могут быть в жидкой стали в результате химических реакций, протекающих при недостаточном раскислении. [c.48]

Азот, содержащийся в ниобии в количествах 0,33% (ат.), понижает температуру перехода до 9,1 2 К (рис. 3, б), что представляет небольшое снижение по сравнению с температурой перехода чистого металла. Эта концентрация соответствует пределу растворимости азота в ниобии после закалки с 1200° С [12], она меньше, чем предельная растворимость кислорода в ниобии. [c.104]

Растворимость азота в металлах, см иа 100 г металла [c.10]

ДЛЯ азота. Растворяясь в жидком металле (особенно в каплях при их переносе через дуговой промежуток), водород и азот попадают в сварочную ванну и при последующем ее остывании (до момента затвердевания металла) лишь в небольшом количестве выделяются из нее. При затвердевании металла растворимость в нем водорода и азота скачкообразно падает (рис. 35), и избыток их выделяется в виде пузырьков. Вследствие быстрого затвердевания металла пузырьки газа не успевают полностью выделиться в атмосферу и остаются в шве. в виде продолговатых пор. [c.64]

Растворимость азота и водорода в жидком металле существенно изменяется прн изменении содержания легирующих элементов (рис. 1.30 и 1.31). [c.69]

Растворимость азота в металлах, которые не образуют с ним устойчивых нитридов, подчиняется уравнению, аналогичному предыдущему случаю [c.338]

При вакуумной плавке достигается значительное снижение содержаний азота и водорода, растворимость которых в жидком железе пропорциональна корню квадратному из их парциальных давлений. При снижении давления с 101325 до 133,322 н1м (760 до 1 мм рт. ст.) растворимость азота в жидком железе снижается с 0,054—0,056 до 0,001 %, а растворимость водорода с 27— 30 до 0,9 л<л/100 г металла. Выплавляемые в вакууме стали и сплавы [c.331]

Сварка активированной проволокой. При сварке в атмосфере воздуха проволоками сплошного сечения из низкоуглеродистой стали расплавленный металл обогащается азотом и кислородом, что приводит к образованию пор и резкому снижению качества металла шва. В состав активированной проволоки в связи с этим кроме легирующих элементов вводят раскислители и элементы, понижающие растворимость азота в жидком металле. Эти элементы (алюминий, титан, церий, цирконий и др.) связывают азот в стойкие нитриды, относительно мало влияющие на пластичность и вязкость металла шва с ферритной структурой. При сварке активированной проволокой удается обеспечить требуемое качество шва без дополнительной защиты. [c.116]

Образование пор в швах на стали от выделения водорода и азота обусловлено резким снижением их растворимости в процессе затвердевания металла сварочной ванны. Находящиеся в жидком состоянии железо и его сплавы могут растворять значительные количества водорода и азота. По мере остывания металла растворимость этих газов снижается. При уменьшении температуры вплоть до температуры плавления растворимость снижается постепенно и образовавшиеся пузырьки свободно всплывают на поверхность жидкой ванны. При затвердевании металла снижение растворимости водорода и азота происходит скачкообразно. Например, при затвердевании низкоуглеродистой стали растворимость азота снижается в 4 раза, а водорода в 1,7 раза. [c.257]

Азот поступает в зону сварки, а из нее в сварочную ванну из окружающей атмосферы, а также из расплавляемых основного и дополнительного металлов. Избежать пористости от азота можно путем ограничения растворения азота в жидком электродном металле и металлической ванне до величин, меньших растворимости азота в твердом металле повышения растворимости азота [c.258]

Общий характер растворимости азота в железе при рыЛ = = 1 кПсм приведен на рис. II. 14. В таких металлах растворимость азота подчиняется зависимостям [c.86]

Влияние азота. На фиг. 41 показано влияние азота на механические свойства металла шва. Азот при концентрации выше предела растворимости (0,0150/о) при нормальной температуре оказывает влияние на условия равновесия системы и действует в том же направлении, что и углерод. Растворимость азота в альфа-железе быстро возрастает с температурой и достигает (по данным Фри) 0,10/о при 430°С 0,20/0 при 500°С и 0,5% при 580°С (фиг.42). По данным Сефериана растворимость азота при 590° С не превышает 0,13% (фиг. 43). При незащищенной сварке концентрация может достигать 0,20%. Углерод и азот при повышении их концентрации на О,1О/0 в равной мере понижают на 22° С температуру верхней критической точки Лс0. При незначительном объёме сварочной ванны и быстром отводе [c.303]

Хром образует с азотом прочные нитриды СггМ (11,87% N) и rN (21,22о/о -N). Кроме того, предполагается наличие еще одного нитрида хрома СгМг (35,01% N). Твердый раствор на основе соединения СггМ (р-фаза) гомогенен в интервале концентраций азота от 9,3 до 1, 9% [36]. По данным Мозгового и Самарина [57, 58], растворимость азота в жидком хроме уменьшается с повышением температуры металла при давлении 1 бар и длительности выдержки 40 мин растворимость имеет следующие значения [c.25]

Влияние различных элементов на растворимость азота в жидком. железе приведено на рис. 22. Поведение азота при выплавке нержавеющей стали также зависит от технологических факторов (особенности легирования стали азотом рассматриваются ниже). В период продувки стали Х18Н10Т (переплав отходов) содержание азота изменяется (рис. 21) незначительно в среднем оно снижается с 0,014 до 0,010% (хотя на отдельных плавках с низким содержанием азота в начале продувки наблюдается небольшой рост его содержания). Резкое повышение содержания азота (до 0,018%) наблюдается при вводе феррохрома. По ходу рафинировки содержание азота в металле практически стабильно. Снижение I концентрации азота (до 0,011%) наблюдается при вводе в сталь титана (за счет всплывания нитридов титана). [c.89]

На качество металла влияет не столько абсолютное содержание, сколько состояние газов, которые образуюг соединения с элементами раствора, газовые включения или растворы с фазами чугуна Поскольку растворение газов в металлах является эндотермическим процессом, растворимость газов увеличивается с повышением темпе ратуры Углерод и кремний понижают растворимость га зов, марганец и хром повышают растворимость азота, что касается водорода, то марганец повышает, а хром понижает его растворимость [21] [c.96]

При комнатной температуре поверхность титана растворяет кислород, образуется его твердый раствор в а-титане. Возникает слой насыщенного раствора, который предохраняет титан от дальнейшего окисления. Этот слой называют альфированным. При нагреве титан вступает в химическое соединение с кислородом, образуя ряд окислов от TigO до Ti02- По мере окисления изменяется окраска оксидной пленки от золотисто-желтой до темно-фиолетовой, переходящей в белую. По этим цветам в околошовной зоне можно судить о качестве защиты металла при сварке. С азотом титан, взаимодействуя активно при температуре более 500 °С, образует нитриды, повышающие прочность, но резко снижающие пластичность металла. Растворимость водорода в жидком титане больше, чем в стали, но с понижением температуры она резко падает, водород выделяется из раствора. При затвердевании металла это может вызвать пористость и замедленное разрушение сварных швов после сварки. Все титановые сплавы не склонны к образованию горячих трещин, но склонны к сильному укрупнению зерна в металле шва и околошовной зоны, что ухудшает свойства металла, [c.199]

Повышение растворимости азота в твердом металле и связыва ние его в стойкие нитриды обеспечивают дополнительным легиро ванием металла шва титаном, алюминием, церием и цирконием. [c.32]

Чтобы ограничить воздействие окружающей атмосферы на металл шва, сварку надлежит производить короткой дугой на малых токах. Это обстоятельство обусловливает необходимость применения тонкой проволоки диаметром 0,7—1,2 мм. Наибольшие трудности при сварке незащищенной дугой создает повышенная склонность сварных швов к азотной пористости. С окислением легирующих элементов бороться проще, чем с пористостью. Угар элементов можно компенсировать, предусмотрев либо повышенное содержание их в проволоке, либо легирование ее легкоокисляющимися элементами, например алюминием для защиты титана. При сварке на воздухе азотная пористость швов более вероятна, чем при сварке в атмосфере чистого азота ( 4 гл. П). Чтобы преодолеть пористость, нужно легировать шов элементами, повышающими растворимость азота в аустените. К числу таких элементов относится прежде всего марганец. Полезным может оказаться и другой путь помимо увеличения растворимости азота связывание его в устойчивые нитриды. Здесь могут быть эффективными ниобий, титан, цирконий. Наконец, обнаружено положительное действие редкоземельных металлов, в первую очередь церия. В этой области предстоит еще сделать многое. Тем не менее, уже сейчас, особенно применительно к жаростойким сталям, таким, например, как сталь типа 25-20 (ЭИ417), а также сталь 1Х18Н10Т, можно в ряде случаев идти на монтажную сварку незащищенной дугой. [c.348]

Растворимость азота в ниобии уменьшается при легировании титаном [138], цирконием [136, 138] и гафнием [132, 138]. Есть указания [138], что при легировании ниобия MelVA группы в количестве, значительно меньшем определенной критической концентрации (менее 1 ат. %), наблюдается увеличение растворимости азота в ниобии. Выше этой концентрации проявляется раскисляющее действие этих металлов, которое можно считать основным их действием в рассматриваемых системах. [c.216]

Учитывая большую растворимость азота в ниобии при температурах, близких к температуре солидуса, и достаточно быстрое охлаждение закристаллизовавшихся слитков в водоохлаждаемых медных кристаллизаторах, в слитке фиксируется пересыщенный по азоту и легирующему Meiv твердый раствор. Отжиг литого металла приводит к распаду этого пересыщенного твердого раствора с выделением избыточной нитридной фазы. Так, распад пересыщенного твердого раствора с уходом азота из твердого раствора объясняет резкое уменьшение температуры вязкохрупкого перехода Тхр при отжиге литых сплавов HUANb—(3—4)% Zr— (0,3—0,47)% N до температуры 1300° С [95, 146]. [c.223]

Ароматный азот в момент своего выделения может растворяться в жидком металле [77]. При исследовании газовых смесей азота с различными газами (Аг, Ог, СО, СОг, Нг) также установлено, что введение кислорода или кислородосодержащих газов (СО, СОа) при постоянной концентрации азота в атмосфере дуги приводит к увеличению содержания N2 в наплавленном металле [64]. Это явление исследователями объясняется по-раз-ному образованием N0, активацией N2 в дуговом разряде в присутствии Ог, увеличением растворимости азота в железе при сварочных температурах в присутствии РеО, хорошей растворимостью окиси азота в жидкой ванне металла, возрастанием электрического поглощения в катодном (анодном) пятне. В работе [50] указывается, что поглощение азота жидким металлом происходит в молекулярном состоянии. Исследовалось поглощение азота из плазмы расплавляемым карбональным железом. При расчете парциального давления учитывался кинетический напор плазменной струи. [c.111]

Повышение установившейся концентрации азота над стандартной растворимостью в два-три раза необходимо рассматривать как перенасыщение. Еще больше концентрация азота оказалась в кромках плазменного реза сталей. При послойном определении концентрации азота спектральноэмиссионным методом установлено, что максимальное содержание азота в кромке воздушно-плазменного реза в 50 раз больше, чем в исходном металле, и почти в десять раз превышает предел растворимости азота в стали [57]. [c.112]

Азот. В зависимости от температуры азот, как и водород, в газовой фазе зоны дуги может находиться в молекулярном, атомарном и ионизированном состояниях. Основным источником азота в газовой фазе зоны дуги является окружающая атмосфера. Растворимость азота в железе зависит от его состояния. Азот не растворяется в меди, никеле, золоте, серебре и не образует с этими металлами химических соединений. С железом он образует нитриды РегМ( 11,15% N) и Fe4N(5,9% N). Азот способствует образованию пор в металле шва. Уве- [c.55]

В процессе кристаллизации жидкого металла могут появляться поры, т. е. концентрированная или рассеянная несплошность. В большинстве случаев поры представляют собой пузырьки, заполненные водородом, азотом, водяным паром и окисью углерода, неуспевшими выделиться из кристаллизующегося металла шва. Наибольшей активностью в образовании пор в металле обладают водород и азот. Образование пор, заполненных водородом и азотом, связано с изменением растворимости этих газов жидким и твердым металлом. Так, растворимость азота в жидкой стали превышает его растворимость в твердой стали в 4 раза, а водорода в 1,7 раза. [c.196]

Подобно титану, цирконий активно поглощает кислород, азот и водород. Растворимость кислорода в цирконии достигает 40% (атомн.) [10,6% (вес.)]. Между тем при содержании более 0,2% кислорода металл не поддается механической обработке. Растворимость азота в цирконии составляет около 20% (атомн.). Механические и коррозионные свойства чистого циркония сильно зависят от содержания в нем азота. В а-цирконии растворяется до 5% (атомн.) 1Водорода, в -цирконии растворимость выше. Присутствие водорода в цирконии, даже около 0,003%, заметно снижает ударную вязкость металла. Углерод, окись и двуокись углерода реагируют с цирконием при высоких температурах с образованием тугоплавкого карбида Zr (температура плавления 3530° С). Примесь углерода незначительна влияет на механические свойства циркония, однако ухудшается коррозионная стойкость его в воде при высоких температурах. [c.309]

Азот при повышенных температурах входит в твердый раствор на основе феррита до десятой доли процента. Понижение температуры резко снижает растворимость азота (до 0,001% при 100°С), и в структуре появляются частицы нитрида железа Fe4N заметно снижающие пластичность металла при комнатных и особенно при отрицательных температурах. Обычно в углеродистых сталях содержится 0,002- 0,008% N. [c.155]

Растворимость азота и водорода в жидком металле зависит также от парциального давления этих газов над металлом. В условиях металлургического производства эта зависимость при постоянной температуре подчиняется закону квадратного корня (закону Сиваритса) [c.69]

Исследования А. Н. Морозова [45] и В. И. Явойского [46] показали, что содержание азота например в мартеновских печах большой емкости не превышает 0,004% по расплавлении и снижается в процессе рудного и чистого кипения до 0,0015— 0,0025%, т. е. до значений, которые принято считать предельно низкими. Степень растворимости газа в металле зависит от давления и температуры. Источниками газов являются чугун (твердый и жидкий), руда, известняк и известь, раскислители, синтетические порошковые смеси и продукты реакции. Эти металлы, содержащие газы, влагу и водяные пары, соприкасаясь с раскисленным или жидким металлом, передают азот, водород и кислород. [c.128]

Азот. В зависимости от температуры азот, как и водород, в газовой фазе зоны дуги может находиться в молекулярном, атомарном и ионизированном состояниях. Основным источником азота в газовой фазе зоны дуги является окружающая атмосфера. Растворимость азота в железе зависит от его состояния. Азот не растворяется в меди, никеле, золоте, серебре и не образует с этими металлами химических соединений. С железом он образует нитриды РегН (11,15% N) и Fe iN (5,9 % N). Азот способствует образованию пор в металле шва. Увеличение концентрации азота в низкоуглеродистых сталях влияет на прочностные и пластические свойства этих сталей, а также способствует старению металла. Иногда его вводят в состав легированных сталей для получения аустенитной структуры. В этом случае он является аустенизатором и рассматривается как ценная легирующая добавка. [c.89]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...