температуре Т= 2600 К. Дальнейший нагрев металла ведет к снижению растворимости водорода, которое вызвано интенсивным испарением железа. Как показывает расчет, подтвержденный экспериментально, при контакте с плазмой наблюдается монотонное снижение содержания водорода в железе с повышением температуры. Абсорбция водорода из плазмы дугового разряда определяется степенью его диссоциации, зависящей от температуры дуги.

Оценка поведения гидроксила и фтористого водорода в атмосфере дуги показала, что в большей части столба дуги НИ и ОН полностью диссоциированы. При снижении температуры (на периферии столба дуги) эффективность связывания водорода кислородом и фтором возрастает.

2.Термодинамический анализ процесса взаимодействия водорода с металлом и шлаком позволил оценить оптимальные системы шлаков. Была показала эффективность использования комплексных фтористых солей.

В процессе сварки гексафторсиликаты разлагаются с выделением газообразных тетрафторид о в, которые эффективно связывают водород. Экспериментально подтверждена возможность образования НР из СаР3 и паров воды в условиях высоких температур.

По результатам исследования масс-спектров фтористых соединений в атмосфере дуги при сварке порошковой проволокой карбон атно-флюоритн ого типа выявлены в основном ионы НР*, Р, 51р3+, 81р2г+, 5(Р^, причем последние являются осколками 81Р4.

3.Предложены новые хроматографические методы анализа диффузионного водорода в сварных швах и методы анализа водорода в компонентах электродных покрытий, флюсов, сердечников порошковых проволок. Метод анализа [Н]а||ф, который получил общее признание и отображен в отечественном стандарте и стандартах ряда зарубежных стран.

4.Определены основные источники водорода в сварочных материалах и предложены металлургические и технологические меры, обеспечивающие получение ультранизких содержаний водорода в металле сварных швов.

5.Основное количество водорода в металл шва вносится каплями электродного металла.

6.Исследовано влияние условий сварки на содержание водорода в сварных швах, выполненных сварочными материалами основного и рутилового видов.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛА С АЗОТОМ

2.1. Азот в жидкой стали

Изучению взаимодействия азота с жидким железом посвящено много работ [1—9 и др.]. По данным многочисленных исследований (библиография их приведена в работе (10]) раствор азота в жидком железе при температуре от точки плавления до 2873 К и давлении азота в газовой фазе до 4 атм подчиняется закону квадратного корня:

[N1 = ^^,(2.1)

где — коэффициент пропорциональности; Р^2 — парциальное давление азота.

Молекулы азота диссоциируют на атомы на поверхности металла, а затем растворяются в форме группировок, содержащих один атом азота. По мнению В.И. Явойского, наиболее вероятно существование металлической Связи в системе Ие—N [6|. Азот отдает свои валентные электроны в общую массу «электронного» газа и присутствует частично в форме ионов. Характер связи атомов азота с соседними атомами железа окончательно не установлен. Однако В.И. Дятлов [27] предложил такую схему насыщения металла азотом: на поверхности соприкосновения с атомарным азотом железо вступает в соединение с атомарным азотом, а образовавшийся нитрид железа растворяется затем в железе:

41 Ре] + N ]Ре4Мад - ^е^и^.(2.2)

Константа равновесия имеет вид

Значения энтальпии, энтропии, теплоемкости приведены в табл. 2.1—2.2