активность 81 и Мп изменяется при наличии в расплаве третьего элемента [40, 228].

Исследование сплавов железа с никелем показало, что увеличение содержания N1 в расплаве приводит к росту поверхностного натяжения [147, 302]. По данным работы [147], где, судя по величине поверхностного натяжения растворителя, применяли недостаточно чистое железо, никель при концентрациях до 5 % практически не влияет на поверхностное натяжение. Однако в системе № —-С — Ре при содержании углерода около 1,6 % в вакууме и на границе с газовой смесью из водорода и гелия повышение содержания N1 приводит к снижению поверхностного натяжения расплава [346]. По этим же данным, введение кобальта в железоуглеродистый сплав вначале приводит к снижению поверхностного натяжения, а повышение содержания его более чем на 12 % вызывает рост поверхностного натяжения. В тройной системе Ре — N1 — Со, не содержащей углерода, согласно данным [901, рост концентрации никеля и кобальта приводит к повышению поверхностного натяжения расплава.

Исследование влияния титана и ванадия на поверхностное натяжение показало, что эти элементы являются инактивными в железе и железоуглеродистых сплавах ИЗО, 277, 278]. Введение ванадия в низкоуглеродистую сталь повышает поверхностное натяжение [318]. Увеличение содержания в железе вольфрама и молибдена, подобно титану и ванадию, также вызывает рост поверхностного натяжения [303].

В отличие от "Л, V, Мо и XV, хром в чистом железе является поверхностно-активным элементом [130, 302, 303]. Введение же его в низкоуглеродистую сталь, по данным [318], приводит к росту ее поверхностного натяжения. Однако из работы [11] следует, что хром в железоуглеродистом сплаве, содержащем около 1 % С, является поверхностно-активным элементом. При этом поверхностная активность хрома в системе Ре — С —- Сг выше, чем в системе Ре — Сг.

Экспериментально установлена также поверхностная активность алюминия в чистом железе [8].

В связи с применением для легирования сталей редкоземельных элементов изучалась поверхностная активность этих элементов в железе и сталях. Установлено, что церий и лантан являются поверхностно-активными элементами как в чистом железе, так и в сталях [23, 37, 54]. Бор же, по данным работы [45], при содержании его в стали и чистом железе до 0,1 % не влияет на поверхностное натяжение расплава и лишь при содержании его около 50 % (ат.) поверхностное натяжение железа резко падает 1282]. Однако в сталях Х15Н25 и 12ХМФ [45] отмечена поверхностная активность бора при повышении содержания его примерно до 0,01 %.

Несколько работ посвящено исследованию влияния растворимых в металле газов (02, N2, Н2) на поверхностное натяжение расплава. Во всех работах, в которых рассматривалось влияние кислорода на поверхностное натяжение железа и сплавов на основе железа, отмечена его значительная поверхностная активность [38, 124, 147, 302, 339], которая оказалась наибольшей из всех исследованных эле-

ментов. Правда, авторы работы [339] установили, что при низких концентрациях сера обладает большей поверхностной активностью,, чем кислород, а при высоких — пониженной. Однако этот вывод не подтвержден работами других исследователей. К тому же в силу меньшей электроотрицательности серы по сравнению с кислородом ктомы серы, попадая в железо, должны меньше деформировать электронное облако атомов железа, а следовательно, вызывать и меньшее оставление во взаимодействии между атомами железа, чем кислород. Поэтому кислород должен сильнее снижать поверхностное натяжение железа, чем сера, т. е. обладать большей поверхностной активностью» в расплаве при любых равных концентрациях.

Рис. 11. Влияние массового содержания азота на поверхностное натяжение

железа и его сплавов с углеродом: а — по данным [91]; б — по данным 128];. 1 — Ие; 2 — Ие— С.

0,02 0,03 0,04

би-г,мДк/мг

1600

Изучение влияния азота на величину поверхностного натяжения показало, что азот' является поверхностно-активным элементом как в; чистом железе, так и в бинарных сплавах на основе железа [28, 91, 339]. Правда, при этом получены несколько отличающиеся результаты. По данным [91], увеличение концентрации Si, Мп и С в расплаве снижает поверхностную активность азота (рис. 11, а). Однако данные работы [28] свидетельствуют о том, что в присутствии углерода в расплаве поверхностная активность азота не снижается, а даже несколько возрастает по сравнению с его поверхностной активностью в чистом железе и практически не зависит от концентрации углерода (рис. 11, б). Результаты наших исследований [801 совпали с данными, представленными в работе [91]. т.