высокую активность атомарного азота. При парциальных давлениях атомарного азота, приближающихся к единице, и с понижением температуры концентрация азота в железе стремится к предельной (Fe4N -» 5,9 % N). Даже при очень низких парциальных давлениях атомарного азота (порядка 0,001 атм) возможно интенсивное азотирование железа и при температуре 2600 К достаточно А,, равного 0,1 атм.

В этих рассуждениях предположение о том, что азот растворяется в железе в виде нитрида маловероятно, по-видимому, он растворяется в виде [N], но сохраняет свои химические связи с железом.

В сплавах железо—азот коэффициент активности азота может быть принят равным единице, а константа равновесия численно равна стандартной растворимости азота при /*N, = 1 атм. Массовая доля средней растворимости азота при 1880 К составляет 0,044 ± 0,0021 % с доверительной вероятностью 0,999.

И.И. Фрумин рассчитал растворимость азота в железе в интервале Тт — Ткт [2Щ. Массовая доля максимальной растворимости азота в сплаве 99 % Fe + I % Мп составляет 0,059 % при 2470.2670 К- По расчетам Д. Чипмепа и Д. Корригана массовая доля растворимости азота в железе в интервале температур 1873.2273 К изменяется в пределах 0,048.0,049 % 18]. В.И. Явой-ским [7j предложено уравнение для расчета растворимости азота с учетом поправки на упругость пара железа при 1970.2870 К:

bS„=-m-0.77-.-I.il

р

где РГе — упругость пара железа при данной температуре; Р — барометрическое давление; Т— температура.

Максимальная растворимость массовой доли азота наблюдалась при температуре 2570.2670 К и составляла 0,056 %.

Автор работы [10] исследовал растворимость азота в жидком железе в интервале температуры 1880.2820 К методом плавки во взвешенном состоянии.

Константа равновесия азота описывается уравнением

1% = -1050/ Г- 0,815,(2.10)

а значение энтальпии растворения имеет вид

АНЫ = 4800 ± 300 кал/г-атом.(2.11)

Массовая доля элементов, %

Рис. 2.3. Кривые, характеризующие растворимость азота в жидких двойных сплавах Ре—I при 1870 К и давлении азота ! атм [2] и в системе Ие-Т! [43]

Исследования растворимости азота в железе с использованием метода плавки во взвешенном состоянии обобщены в работах [13, 14]. Массовая доля растворимости азота при температуре 2280 К составляет 0,053 %.

Установлено, что зависимость \%К^ = /(\/Т) при значительном перегреве железа и при /*Ре 1 атм остается линейной. Система азот—перегретый железный расплав подчиняется закону Сивертса, и в области 2300.2420 К не наблюдается аномалии растворимости. Зависимость растворимости азота в жидком железе от температуры описывается уравнением [31:

18АГ£е =-293/Г-1,16.(2.12)

Растворимость азота зависит и от состава металла. На рис. 2.3 показано влияние различных элементов на растворимость азота в железе при температуре 1870 К [2].

Углерод, кремний, сера, фосфор снижают растворимость азота; марганец, хром, ванадий, ниобий повышают его растворимость, а вольфрам, молибден и алюминий мало влияют на рас-