После капитального ремонта ковша, когда кирпичная кладка выкладывается заново, сушка ковша газовой или нефтяной горелкой не может обеспечить полного удаления влаги, и металл, выпущенный в такой ковш, обогащается водородом Поэтому, как правило, существующие инструкции запрещают выпускать качественную сталь в предварительно не «промытый» жидким металлом ковш.
В нормальных условиях жидкая сталь, вытекая из печи в ковш и из ковша в изложницу, теряет некоторое количество водорода. Водород «испаряется» из жидкого металла: парциальное давление водяных паров в атмосфере цеха незначительно. поэтому сталь, соприкасающаяся с атмосферой, находится в пересыщенном состоянии.
Однако за время выпуска, и разливки из стали удаляется незначительное количество водорода, обычно не превышающее 0,5 мл/100 г. так как время и поверхность соприкосновения металла с атмосферой незначительны.
В табл. 8 приведено обнаруженное изменение содержания водорода в жидкой стали за время выпуска из печи.
По данным табл. 8 нельзя установить определенной зависимости между продолжительностью выпуска стали из печи и уменьшением содержания водорода в металле. Эта зависимость вряд ли может быть установлена для заводских условий, так как наблюдаемое понижение водорода в действительности определяется разницей между количеством водорода, поглощенного из добавленных в ковш ферросплавов и из огнеупорных материалов желоба и ковша, и количеством водорода, удаленного из металла. В отдельных случаях содержание водорода в металле может увеличиться за время выпуска.
Современная точка зрения.
Водород в стали.
Многие процессы связаны с водородом: жизнедеятельность Солнечной системы, межзвездный газ, солнечный ветер, пульсация (расширение и сжатие), магнетизм, электричество, энергия, рождение и смерть материальных тел и многое другое. Поэтому выяснение роли водорода при рассмотрении металлов и сплавов является важным и приведет к более глубокому пониманию окружающего мира. В свою очередь, проникновение в тайны мироздания позволит приобрести новые источники энергии, что выведет цивилизацию на более высокий уровень развития.
Рис. 16. Растворимость водорода в железе, никеле, кобальте, молибдене и хроме.
Прежде всего, необходимо отметить, что растворимость водорода в железе скачкообразно изменяется при температурах полиморфных превращений и увеличивается при повышении температуры (рис. 16). На эту растворимость очень сильное влияние оказывают легирующие элементы. А. Н. Морозов показал, что резко увеличивают растворимость водорода титан, марганец, а уменьшают – хром, молибден. Углерод при больших количествах резко увеличивает растворимость водорода (рис. 17).
В. Склюев подробно рассмотрел образование флокенов в крупных поковках и привел большой объективный материал, подтверждающий ответственность водорода за их появление в стали. С позиций специалистов по водородной хрупкости, образование флокенов также можно считать одним из проявлений этой хрупкости. В стали с невысоким содержанием углерода при медленном охлаждении образуются области с повышенным содержанием водорода. По этим областям при приложении внешней нагрузки происходит хрупкое разрушение по телу зерна. Здесь была обнаружена закономерность, заключающаяся в том, что наиболее склонны к такому охрупчиванию стали, содержащие легирующие элементы, которые увеличивают в ней содержание азота и водорода (хром, никель, марганец и др.).
Рис. 17. Влияние содержания элементов на растворимость водорода и жидком железе при 1600°С и 760 мм.рт.ст.
Это внутризеренное охрупчивание на протяжении длительного времени являлось причиной катастрофического разрушения крупногабаритных изделий. В конечном итоге были разработаны режимы термической обработки, удаляющие водород и тем самым снимающие способность к охрупчиванию. Важным здесь является то, что именно с позиций, рассматривающих легирующие элементы как элементы-носители водорода и азота, были сэкономлены большие материальные ресурсы.
Рис. 18. Влияние температуры заливки на изменение содержания водорода в чугуне.
Естественно, что нельзя анализировать отдельно действия водорода, азота и кислорода, поскольку они всегда присутствуют вместе. Но в тех случаях, когда одного из них больше определенного критического содержания, тогда можно условно говорить только о его влиянии.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.