Окисление металла шва.

Кислород в металле шва может находиться в зависимости от концентрации других присутствующих в нем элементов в нескольких формах: в виде оксида железа в твердом растворе и выделяющегося в самостоятельную фазу; в виде оксидных включений; в виде твердых растворов и эвтектик, образованных оксидными и сульфидными включениями, а также в виде самостоятельной фазы О.

Растворимость кислорода в железе в форме FeO невелика и может быть описана при контактировании жидкого железа со шлаками, состоящими практически только из оксида железа, уравнением

lg delim{[}{O}{]} = - 6320 / T + 2,734~~~~(1)

где [О] —концентрация кислорода в жидком железе, % (по массе).

Последним представлениям на основе исследования химических равновесий типа МеО+Н2 = Ме+Н20, больше соответствует гипотеза о том, что кислород находится в железе в виде самостоятельной фазы О. Существенно меньшая электроотрицательность железа по сравнению с кислородом позволяет предположить, что кислород может существовать в железе в анионной форме О-z. Значительные размеры названных анионов обусловливают ничтожную их подвижность при пропускании через железо постоянного тока.

Таблица 1. Растворимость кислорода в жидком железе при различных температурах
Т, К Растворимость кислорода в жидком железе, % по массе
[O] FeO
1813 0,175 0,786
1873 0,231 1,04
2073 0,485 2,18
2273 0,871 3,92
2573 1,88 8,50

Конструкция вала - шестерни
Рис. 1. Характерные типы включений в металле швов,выполненных сваркой плавлением:
а — силикатные (изотропные); б — силикаты железа (анизотропные); в — силикаты с преобладанием марганца (изотропные, внутри светящийся крест); г —сульфиды, оксиды н пр. (изотропные)

Вместе с тем практически все металлургические расчеты основаны на предположении о растворении кислорода в железе в форме FeO, и независимо от формы присутствия кислорода с большой достоверностью установлено, что растворимость его в твердом α - железе составляет 0,03%, а в γ - железе — 0,003 %.

Результаты расчетов по уравнению приведены в табл. 1. При снижении температуры происходит перераспределение FeO между шлаком и металлом в соответствии с константой распределения

L = delim{[}{FeO}{]} / (FeO)

где [FeO] и (FeO) — концентрации оксидов в металле и шлаке соответственно.

Константа распределения изменяется в зависимости от температуры по формуле

lg {delim{[}{FeO}{]} / (FeO)} = - 6300 / T + 1,386

Выделяющийся из раствора FeO может не только переходить в шлак, но и вступать во взаимодействие с элементами раскислителями Mn, Si, Ti, А1 и др. при наличии таковых в жидкой сварочной ванне. И поскольку сродство к кислороду у названных элементов растет при снижении температуры, продукты раскисления реакций вида

n delim{[}{FeO}{]} + m delim{[}{X}{]} = n delim{[}{FeO}{]} + X_m O_n~~~~~(2)

частично переходят в шлаковую фазу, но остаются и в закристаллизовавшемся металле в виде неметаллических включений, повышая общую концентрацию в нем кислорода (рис. 1).Оксидные включения часто имеют неоднородный минералогический состав, а также могут образовывать сложные кислородо содержащие включения, например, оксисульфиды или кислородофтор содержащие включения.






Навигация
Болты
Винты, шпильки, штифты, прокладки
Пружины
Заклепки
Шпонки
Гайки
Резьба
Валы
Муфты
Подшипники
Виды соединений
Передачи
Материал
Дополнительные материалы
Госты метизов
Сварка
Мы в соцсетях
podshipniki.moscow применяемость подшипников
Сортовой металлопрокат: str-steel.ru в Москве с доставкой.