Източниците на фосфор и сяра в заваръчната зона SLE плъх: потоци и електродни покрития, които включват съвместно провеждане на компонентите на сяра примеси като манган-пг ди и разтопен сърцевина и метали електрода.
Фиг. 9.31. Резюме диаграма топене кост Fe - S, Co - S, Ni - S
Механизмът на този ефект пръв IU сяра депозиран талий е както следва. В стоманите реагира с желязо на сяра железен сулфид FeS, чиито топене темпера-пътуване съвместно stavlyaet 1468 К, т. Е. под температурата на топене на стомана за "300 К. железен сулфид трудно се разтваря в твърда сплав на желязо къща.
Когато FeS шев кристализация се освобождава от тях и съвместно обединяване друг примес-E като ниска температура на топене евтектична сярна позиция (фиг. 9.31), или като отделни включвания
различни видове. Евтектични смеси могат да бъдат двойни или тройни, например:
- FeS + Fe (Тт = 1228 К);
- 2FeS - Si02 + FeS (Тт = 1253 K).
По време на насочено втвърдяване на метала на заваръчния шев, прото repentieth температура солид-ликвидус, тези светлина
сяра стопяема евтектична расте кристали се бутат заварка на метал до границите между кристали и да постави своя кръстовище (в централната част на заваръчната вана) и да стане част от така наречените междукристално слоеве. По време окончателността-нето на метала на заваръчния шев такива междукристална кристализация про-впръсквания могат да бъдат все още в течно състояние (T3 <Тс). Если возникнут растягивающие напряжения от усадки шва и временных сварочных деформаций в шве, то возможно появление на этих участках горячих трещин кристаллизационного типа (рис. 9.32).
Фиг. 9.32. Центърът на макроструктура шев (х200) в зоната на кристално слят LTL челата (дясната страна - гореща почивка)
Едновременното присъствие на заваръчен метал въглерод и силиций увеличава склонността към кристализация заваръчни пукнатини чрез намаляване на температурата и втвърдяване likvatov температура Уве-lichenie диапазон на крехкост.
Части на ставите с серен likvatami без унищожаване на кристализация са намалени механични свойства и е потенциално податливи на счупване както при високо и при ниски температури.
Особено сяра влияе неблагоприятно върху свойствата на неръждаемите стомани и никелови сплави.
За намаляване на съдържанието на сяра в метала на заваръчния шев трябва да бъде въведен в заваръчната вана такива елементи, които ще имат по-висок афинитет към сяра от желязо. Също така образувани сулфиди на тези елементи трябва да отговарят на следните изисквания: закръгляване до по-високи от желязо или никел-температура среда топене и не произвеждат лесно топими евтектични сплави сулфид. .. За всяка степен по-голям химическа устойчивост Получената сулфиди, т.е. техните енталпия елементи въведени десулфуриране svaroch-солна баня, са подредени в следния ред: А1, Са, Na, Mn, Mg. Въпреки това, използването им за свързване сяра конюгат Отложени трудности, тъй като всички тези елементи са по-сезон афинитет за кислород, т.е.. Е. свързващия ги в оксиди, практически ски не се отстранява от кристализиращ-Gosia шев и образуващи включвания. Сред тези елементи наи-по-интересен от тази гледна точка, е манган, защото:
Фиг. 9.33. Намаляването на дела на FeS в сулфид фаза [FeS] / [MnS] Увеличаването-SRI при концентрация [Mn] в стоманата
1) има относително висок афинитет към сяра;
2) обикновено присъства в стоманите на заварени относително големи количества (0,5 0.65%) .;
3) слабо разтворим Mn и Fe в огнеупорен образуващ и пластмаса сулфидни MnS сферична (Тт = 1893 К), равномерно разпределя Advan-nificant обеми в зърната;
4), когато концентрацията на манган в сто, ако над 0.6%, допринася преходи правят сяра от FeS в MNS, т. Е. В шлаката.
Манган е полезно главно като изпращане на сяра елемент
благоприятна форма на съществуване в стомана (фиг. 9.33). Освен това, манганов сулфид слабо разтворим в метал и шлаката в добре; така че това е значителна сума отива в шлаката. Останалите метал в MNS се разпределя във фино диспергирана форма достатъчно равномерно в обема на зърно и не образува лесно топими евтектични смеси.
В заваряване практика свързват и отстраняване на сяра обикновено по два начина: чрез Mn и МпОг и СаО. Помислете за елементите от първа джантата desulfurizers - манган.
Основна манган свързваща реакция на сяра от уравнението
спрямо реакцията (9,81) е, че равновесната константа Ks нараства с температурата, т. е. с повишаване на реакционната температура изместен на Rhone-сто голям добив (MnS) и [FeO] Предимство на реакцията (9,83).
Като се има предвид реакция (9.81) и (9.83), заедно, да цица-Ние говорим, че FeS конверсия да допринесе MnS: най-добрият raskis-
метална мрежа (т.е. намаляване [FeO] ..); увеличаване съдържащ депозитите на манган в метала; Висока концентрация (МпОг) в шлаката. съотношение обикновено въглеродни стомани [Mn] / [S] е 20. 25, който избягва кристализация пукнатини. На стомани, съотношението трябва да бъде много по-високи, за да получите на ставите, без пукнатини.
Вторият елемент десулфуриране агент е калций. калция, дава следните предимства.
Първо, газът реагира калций Menno едновременно със сяра и кислород до стопената стомана, образуващи свойства-правителствени само специфично съединение към него - oksisul - емисии. Дори и при много ниски концентрации от метал (не повече от 0,0001%), калциев поради своята повърхностна активност има изразен ефект върху процеса на рафиниране, особено когато се прилага едновременно калций добавка на редкоземни елементи - на церий и лантан.
Второ, когато се използва като калций desul елемент - furatora възможно вар СаО свързване сяра. Тази реакция води до образуването на много издръжлив и огнеупорен сулфит га калций, практически неразтворим в метала. Сигнална про-Tek в съответствие с реакцията
[FeS] + (СаО) <=± (CaS) + [FeO]. (9.85)
Равновесната константа за реакция (9.85) се увеличава с повишаване на температурата, процесът се интензивно разработен полето - към образуването на CAS на шлака. Най-деоксидиране метал и шлака в въвеждането на калциев оксид ще допринесе за намаляване-niju съдържание FeS в метала. Увеличаването на съдържанието на СаО в резултатите от шлака в растежа на разпределение постоянен L = (S) / [S], което осигурява пълно преминаване от метал и се наслагват сяра.
Установено е, че присъствието на силиций и алуминий в метала-znĂ значително ускорява процеса локва на десулфуриране заварка по от сяра се отстранява едновременно с кислород. Това е следствие от двата директно изпарение под формата на серни съединения AI2S3 (температура сублимация е 1823 К) и SiS (температура сублимация е 1213 К) и неговото включване в състава на получените шлака-О частици.
Фосфор, като сяра, е вреден примес, влошава механичните свойства на стомана, по-специално при ниска темпера-кръг, т.е.. Е. причинява неговото студено крехкост. Това е така, защото,
че форми в стоманите частично разтворим фосфор в феритни фосфиди Fe3P (или Fe2P) чрез реакция
3Fe + P<=±Fe3P (15,63 % Р). (9.86)
Фосфорът е един силно отделяне на примеси на ко-torye неравномерно разпределен в метала. Сегрегация фосфо-ра въглероден усилва. По този начин, образуването legkoplav Coy трикомпонентна тип евтектична Fe + P + С, по-нататъшно намаляване на якостта и еластичността на заваръчния шев в диапазон криза температура -,
кости в стомани (Тт "1173 K). Той е особено ниска темпера-пътуване евтектична phosphido топене (Тт
923 К) и Съответно-venno е неговата ниска устойчивост на горещо крекинг на заваряване никелови сплави. аз
Сваляне на фосфор от заваръчната вана въз основа на неговите оксид-lenii съставени фосфиди и последващо свързване на фосфорен анхидрид Р2О5 в твърда комплексно съединение лесно повторно ходене в шлаката. фосфор окисление се развива в заваряване на колата не е в съответствие със следната реакция:
2Fe3P + 5FeO <=* Р205 + 1 IFe. (9.87)
След това идва процесът на свързване на шлака фосфор анхидрита на, да. Чрез увеличаване на силата на афинитет към Р2О5 на анхидрид основни и амфотерни оксиди могат да бъдат подредени в следната последователност, последователност:
Fe203 -> AІ203 -> FeO -> МпОг -> MgO -> СаО, (9.88)
т. е. най-активни по отношение на пентоксид фосфор са СаО, MgO и МпОг. Уравненията свързващи реакция ЛИЗАЦИЯ на фосфорен анхидрид:
- Най-активен процес
4SaO P205 + <=> (СаО) 4 - P205; (9.89)
- по-малко активен процес
4MpO P205 + <=> (Манганов) 4 • P205. (9.90)
За процес фосфор отстраняване на заваръчната вана, ЕС-Neve, например уравнения (9.87 и 9.89), получаваме
2Fe3P + 5FeO + 4CaO <=± (CaO)4 • P2O5 + 11 Fe. (9.91)
Равновесната константа за тази реакция е
([Fe3P] 2 (FeO) 5 (СаО) 4) "
където, ако се приеме, че стоманата [Fe] »1, получаваме
От израза (9.92), следва, че при дадена концентрация фос-пречка в заваръчната вана пълнотата на отстраняването му в шлаката ще зависи от мрежата съдържание в шлаката от следните съединения:
1), свободен от оксиди на СаО и FeO, с увеличаване на съдържанието на който реакция (9.89) се измества надясно, т.е. по посока на метал пречистване на фосфор ..;
2) комплексно съединение, фосфор свързващи, например, (СаО) 4 * P205. Намаляване на свободни оксиди и COM-Plex съединения в шлаката допринася за пречистване на метал фосфор. Това се постига чрез разреждане на шлаката, съответстващи на неутрални, образуващи добавки, например флуорит, които едновременно разрежда шлаката и подобрява цялостната реактивност.
При заваряване защитни газове отстраняване на фосфор от талий IU шев като включва големи трудности. Основен фактор за поддържане на високи стойности на механичните свойства ограничава намаляване на фосфор в основния метал и заварка - предварително -
когато стойността на д ^ известен като totoy Langmuir или плазма часа и е изключително важна характеристика на плазма. Естествено, че е възможно да поеме времеви график за разделяне на зарядите реципрочен на честотата на плазмата, тоест. Д.
поради времето интервали т »т частици ще направят много колебания около позицията на равновесие, и плазмата като цяло ще се държи като quasineutral система.
Сега помислете пространствения обхват, за разделяне на зарядите. От прости физически съображения, ясно е, че тя трябва да бъде равна на разстоянието, което може да се измести обвинен смущаването на плътността на частиците поради тяхната топлинно движение в даден момент, равен на периода на плазмените трептения. По този начин определя пространствено мащаба на отделяне на плазма заряд се нарича електрон Debye екран-nirovaniya дължина G £> д и играе основна роля на физиката на плазмата. То се изразява в метри и се изчислява по формулата
където єo • 10 = 8,85 C / (Б • т) - електрическа константа, Te и СИ - съответно температура, К, и концентрацията на т, електрони.
Така че, за плазмената квази-неутралност е необходимо характерните размери L са значително по-добри от RA- на Debye скрининг радиус:
Само когато състоянието (2.9) на системата за заредена частица може да се разглежда като плазма, т. Е. Материал с нови средни качествен свойства. В противен случай Лесно Агрегатът получава
kupnost отделни заредени частици, към които вакуум е приложим електродинамика проучването.
Пример 2.1. Определя Debye дължината на скрининг за високо - йонизирана плазма заваряване при условията: Р = 105 Ра, Т = 104 К, NE = 1,024 м 3.
Решение. Заместването на цифровите стойности във формула (2.8), ние получаваме RDE
69 Л / і04 / 1024 - 6,9 • 10 "9 m.
За този случай само газ куб със страна на по-малко> / 2 х 1 -6,9h (F9 m
11 пМ може да се определи разликата в концентрацията на йони и елек-trons. Следователно, можем да заключим, че в дъга заваряване в плазма атмосферно налягане е почти неутрална префектура.
Debye скрининг е статистически концепция и се среща само в случая, когато в заредения облак-hoditsya достатъчно частици. Очевидно е, че ако облакът-с разходи за само една или две заредени частици, прожекцията на Дебай не е приложим. Използване на експресията (2.8), може да се изчисли броят Np> д частиците в "сферата Debye":
Noe = «7 * 4 = 1-38 • 106 J-. (2.10)
Към плазма има колективни свойства, в допълнение към неравенството-нето (2.9) трябва да бъде изпълнено
Специфични характеристики на плазмата може да възникне само когато разпределението на заредени частици в него и има става нееднородни макроскопски електромагнитни полета. Електромагнитните полета в плазмата могат да бъдат създадени и външно, източниците си, но е важно, че тези полета влияят върху разпределението и движението на заредени частици в плазмата, предизвикващи той се зарежда и течения, които, от своя страна, правят УОЗ произвеждат електромагнитни полета, промяна пълен електромагнитно поле в системата. Има така наречените самостоятелно последователно въздействие на заредени частици и електромагнитното поле на всеки друг. Всъщност, това и прояви на колективни свойства на плазмата.
Свързани статии