Поскольку установлена зависимость поверхностной активности .азота от наличия в железе второго компонента [28, 91], особое значение приобретают исследования поверхностной активности азота в многокомпонентных системах, с которыми приходится иметь дело на практике. Однако таких работ очень мало. Известна работа [139], в которой исследовалось влияние азота на поверхностное натяжение стали Х15Н25М. При этом отмечено, что повышение концентрации азота в данной стали вызывает рост ее поверхностного натяжения. Влияние газов на поверхностное натяжение сталей исследовано также в работах [108, 216].

Кроме поверхностной активности кислорода и азота в сплавах та основе железа исследовалось влияние водорода на поверхностное

вн.г,мДж/мг

Рис. 12. Влияние водорода на поверхностное натяжение железа с различным

содержанием углерода [92]:'-

1 - 0,03 %; 2 — 0,8 %; 3 - 1,2 %; 4 — 1,6 %; 5-4 %.

натяжение железа и некоторых его сплавов [12,92]. В этих работах были получены отличающиеся результаты. Например, по данным [12], водород не проявляет поверхностной активности в чистом железе и в сплаве Ре—Мп, а в сплавах Ре—-51, Ре—Б и Ре—Р он является поверхностно-активным элементом. В сплавах Ре—С водород, по результатам этой же работы, будет поверхностно-активным лишь при температурах ниже 1783—1823 К, а при более высоких температурах влияние его на поверхностное натяжение железоуглеродистого расплава не отмечено. В то же время другие авторы [92] установили, что водород является поверхностно-активным элементом в армко-же-лезе и сплавах Ре—С при 1948 К и поверхностная активность его зависит от содержания углерода в расплаве. Повышение концентрации углерода снижает поверхностную активность водорода, и при его содержании 1,5 % водород становится инактивным (рис. 12). В отношении поверхностной активности водорода в сплаве Ре—Б1 в работе [92]

указано, что уже при наличии в расплаве 0,5 % Si водород не изменяет поверхностного натяжения расплава.

Несмотря на то что в работах [12, 92] получены различные данные о поверхностной активности водорода в бинарных сплавах на основе железа, эти результаты свидетельствуют о влиянии на нее присутствующих в металле примесей. Однако поверхностное натяжение зависит не только от состава металла, но, как показали многочисленные исследования, и от температуры расплава. Установлено, что величина и знак температурного коэффициента do/dT определяются составом металла и газовой фазы. Так, поверхностное натяжение чистого железа в среде инертного газа с ростом температуры уменьшается, в то же время на границе с азотом поверхностное натяжение чистого железа, по данным [28], повышается с ростом температуры.

Поверхностное натяжение сплава Fe—С в инертной среде повышается с ростом температуры до 1823 К. Дальнейший рост температуры расплава до 1923 К вызывает снижение поверхностного натяжения металла, а выше 1923—1943 К температурный коэффициент расплава становится снова положительным [38, 143]. Рели газовой фазой будет азот, то температурный коэффициент для железоуглеродистых сплавов не меняет знака при повышении температуры и остается все время положительным [28]. Увеличение температуры, по данным [28], повышает также поверхностное натяжение сплавов Fe—Ni, Fe—Mn, Fe—S, Fe—P, расплавленных в атмосфере азота.

Температурный коэффициент для сплавов Fe—Si на границе с азотом изменяет свой знак при температуре порядка 1773 К [28]. При температурах ниже 1823 К температурный коэффициент для данной системы отрицательный, а при температурах выше 1823 К — положительный. Растет величина поверхностного натяжения при повышении температуры сплавов Fe—S и Fe—С-—S на границе с инертным газом [39 , 40] и сплава Fe—С—Ti в среде водорода [278]. На границе с водородом отмечен положительный температурный коэффициент и для сплава Fe—Р [12]. В работе [12] отмечено, что поверхностное натяжение сплава Fe—S в среде водорода не изменяется при изменении температуры.

Исследование температурной зависимости поверхностного натяжения сплава Fe—Mr—С в инертной среде показало, что в этом случае поверхностное натяжение расплава уменьшается при повышении температуры начиная с 1823 К [40].

Для решения многих практических задач зачастую необходимо внать поверхностное натяжение промышленных сталей и сплавов. Данные о поверхностных свойствах некоторых наиболее часто применяемых при производстве сварных конструкций сталей и сплавов приведены в табл. 1, составленной на основании наших исследований и данных работ [108, 215, 216].

Межфазное натяжение в системе металл — шлак. Несмотря на значительный интерес исследователей к изучению межфазного натяжения в системе металл — шлак, лишь разработка методик, позволяющих определять величины ом_ш для металлов в расплавленном состоянии [166, 168, 321], дала возможность провести ряд интересных