 |
Реклама. ООО "ГК "ВЕЛУНД СТАЛЬ СЗ" Erid: 2SDnjeQyn2n
|  |
Между тем исследования коэффициентов усвоения углерода, кремния и марганца под флюсами, содержащими переменные количества ТiO2 и А1203, показывают, что с увеличением содержания двуокиси титана во флюсе возрастает его окислительная способность по отношению не только к углероду и кремнию, но и марганцу (рис. 44, а), а с повышением содержания А1203 во флюсе возрастает его окислительная способность в отношении углерода и кремния (рис. 44, б). Поэтому говорить о «чистоте эксперимента» не приходится.
Теоретические предпосылки восстановления титана и алюминия при сварке под флюсом. По мнению автора, основная причина проявления окислительных свойств флюсов с А1203 и ТiO2— обменные реакции указанных окислов с углеродом и кремнием. Сродство углерода к кислороду повышается с увеличением температуры, поэтому окисление его окислами титана и алюминия не может вызывать сомнений, тем более, что с увеличением содержания во флюсе ТiO2 и А1203 концентрация
углерода в металле шва заметно понижается. Поэтому в реакционной зоне сварки возможно взаимодействие по следующим уравнениям:
Влияние указанных реакций на конечный состав металла шва следует учитывать, поскольку окисление 0,05% С по реакции приводит к восстановлению 0,1% Ti или 0,08% А1 по реакции. Восстановление титана и алюминия по этим реакциям происходит без обогащения сварочной ванны кислородом, так как окись углерода сразу же удаляется из зоны плавления.
Данные работ, однако показывают, что восстановление титана и алюминия из флюса-шлака сопровождается повышением в металле шва неметаллических включений в зависимости не только от содержания окисла во флюсе, но и от напряжения дуги (рис. 45) по аналогии с кремне- и марганце-восстановительным процессами. Содержание алюминия в металле, неметаллических включений, их состав и количество газов в зависимости от напряжения дуги при сварке под флюсом с 50% глинозема проволокой Св-08Г2С приведены в табл. 14. С увеличением напряжения дуги, другими словами с возрастанием времени металлургической обработки металла на стадии капли в зоне плавления, в нем повышается концентрация алюминия и общее количество включений окислов, основу которых составляют А1203. Это косвенным образом подтверждает эндогенный путь их образования.
В области высоких температур для металлургического процесса существенно наличие SiO, вследствие чего необходимо считаться с химическим сродством кремния к кислороду в условиях образования указанного окисла. Выше температуры точки кипения SiO химическое сродство кремния к кислороду, рассчитываемое по реакции
с повышением температуры растет в противоположность тому, что наблюдается для других элементов. Следовательно, в области высоких температур на стадии капли можно ожидать развития следующих реакций:
2/3 (А1203) + 2 [Si] =2 (SiO) + 4/3 [Al];
(Ti02) + 2[Si]=2(Si0) + [Ti],
Это подтверждают результаты приближенных термодинамических расчетов (табл. 15) и графическая интерпретация их
Это подтверждают результаты приближенных термодинамических расчетов (табл. 15) и графическая интерпретация их
на рис. 46. Учитывая реакцию растворения кислорода в жидком железе и изменение свободной энергии этой реакции
на рис. 46. Учитывая реакцию растворения кислорода в жидком железе и изменение свободной энергии этой реакции
можно констатировать, что развитие названных реакций наиболее вероятно в температурном интервале капель электродного металла.
Переходя в сварочную ванну металл капель, обогащенный алюминием и титаном, с одной стороны, и SiO — с другой, перемешивается с металлом ванны, средняя температура которой значительно ниже температуры капель. При этом концентрации восстановленных алюминия и титана оказываются выше равновесных, отнесенных к средней температуре ванны, поэтому в сварочной ванне должно начинаться окисление алюминия и титана кислородом, присутствующим в металле. Наряду с указанными реакциями, протекающими справо налево, возможны и следующие:
2 [SiO] = [Si02] + [Si]; 3 [Si02] + 4A1 = 2 [A1203] + 3 [Si];
[Si02] + Ti = [TiOj + [Si];
[Si02] + 2 [Mn] = 2 [MnO] + [Si];
[Si02] + 2Fеж = 2 [FeO] + [Si].
Образующиеся в результате этих реакций эндогенные включения кремнезема, глинозема, двуокиси титана, закисей марганца и железа не успевают полностью перейти в шлак и остаются в закристаллизовавшемся металле. Это положение подтвердили металлографические исследования, с помощью которых установили наличие в наплавленном металле указанных окислов.
Таким образом, воссстановлению титана и алюминия из флюса-шлака, так же, как и в случае кремне- и марганцевос становительного процессов, сопутствует процесс образования окисных включений эндогенного характера, в результате чего возрастает общее содержание кислорода.
Влияние окислов титана и алюминия на свойства металла шва. Наряду с микролегированием сварного шва алюминием и титаном при сварке под флюсами, содержащими в своем составе значительные концентрации глинозема и рутила, следует
Реклама. ООО "СНАБСТАЛЬ" Erid: 2SDnjcaFPNJ |
|