Раскисление водородом

 

Раскисление металла водородом представляется следующим уравнением:

,

где

или

,

отсюда

.

Водород слабее, чем CO раскисляет металл.

недостатком водорода как раскислителя является его высокая растворимость в металлах, могущая привести к образованию пор и трещин.

Т.к. при сварке отклонения от равновесных состояний большие (в сторону более высокого содержания закиси железа), в сварочной практике часто применяют одновременно несколько раскислителей.

 

Диффузионное раскисление

 

Этот вид раскисления основан на частичном переходе закиси железа из жидкого металла в шлак т.к. ее распределение между этими двумя фазами подчиняется закону распределения Нернста, т.е.

, Т=const,

где L − константа распределения.

Для развития этого процесса вида раскисления важно, чтобы концентрация свободной FeO в шлаке уменьшалась, тогда как новые порции FeO будут переходить из металла в шлак.

Уменьшение содержания свободной FeO в шлаке достигается различными путями:

а) связыванием свободной FeO в комплексные соединения кислыми окислами (силикаты, титанаты);

;

− кислый окисел.

− окисел металла, представляющий основу (основной окисел, обыной) (FeO).

.

Содержание в металле кислорода, растворимого в виде окисла , будет тем меньше, чем больше свободного окисла в шлаке, а также чем более стойкими являются комплексные соединения что определяет их концентрации.

 

б) проведением раскислительных обменных реакций;

.

в) разбавлением шлаков нейтральными в химическом отношении добавками.

Константа распределения L, определяющая собой степень перехода из металла в шлак, зависит от Т.

С увеличением «Т» «L» уменьшается, что видно из рис.

Это значит, что при высоких температурах FeO может перейти из металла в шлак в меньших количествах, чем при низких.

 

 

При этом виде раскисления удаление FeO из металла в шлак происходит путем диффузии, поэтому ванна жидкого металла спокойна, а все химические процессы совершаются на границе металла − шлак и в самом шлаке. Однако само раскисление протекает медленно. Поэтому хотя L при температурах, близких к температуре затвердевания металла, имеет высокие значения, скорость диффузии замедляется и общий эффект от раскисления оказывается невысоким.

Процесс диффузионного раскисления наиболее заметен при образовании капли на электроде и ее переносе, т.к. ему способствует более высокая Т, энергичное перемешивание металла капли и непрерывный контакт свежих порций металла со шлаком.

В сварочной ванне дифф. раскисление протекает слабо и лишь в верхнем, тонком слое металла, прилегающем к шлаку.

Вследствие отмеченных особенностей дифф. раскисления в процессах сварки обычно не играет большой роли.