Таблица 4. Значения критических радиусов и интенсивности образования оксидных неметаллических включений прн различной степени пересыщения

Примечание. Над чертой приведены значения 2/-кр, 10» м, под чертой — значения /, зародыш/(с ■ м3).

вания новой фазы тем заметнее, чем больше содержится 5Ю2 в образующемся зародыше, так как повышение содержания 5Ю2 в системе 5Ю2—РеО—МпО приводит к возрастанию межфазного натяжения [63, 65, 192]. Если выделяющаяся фаза состоит из 5Ю2—А]203—СаО (ам_в = 1000 мДж/м2), то новая фаза не образуется даже при десятикратном пересг ще-нии. Повышение величины межфазного натяжения приводит и к увеличению критического радиуса зародыша.

Поскольку величина межфазного натяжения для систем со шлаком, близким по своему составу к неметаллическим включениям, присутствующим в сварных швах, невелика (табл. 5), такие включения могут образоваться при сравнительно небольшой степени пересыщения [63, 65, 195]. Кроме того, существует возможность ступенчатого образования неметаллических включений, содержащих значительное количество 5Ю2, А1203 и СаО, которое может происходить следующим образом. Вначале, на первой стадии, происходит образование включений типа РеО—МпО, выделение которых не требует значительного пересыщения, а затем уже на готовых поверхностях выделяются сложные алюмосиликатные включения. Подобный механизм образования включений подтверждается данными [39], а также исследованиями состава включений с помощью рентгеновского микроанализатора [337],

Таблица 5. Значення межфазного иатиженни для систем со шлаками, состав которых близок составу неметаллических включений в сварных швах

в результате которых в центре оксидных включений обнаружена область, богатая закисью железа.

Известно, что сера является поверхностно-активным элементом в сталях, а введение сульфидов в состав шлака приводит к заметному снижению (рис. 25) величины межфазного натяжения на границе металл — шлак [141]. Поэтому, на первый взгляд, сульфиды должны образовываться в металле сварочной ванны так же легко, как и включения РеО или МпО. Поскольку в отличие от кислорода сера имеет неограниченную растворимость в жидком железе, формирование сульфидных включений во многом зависит

Рис. 25. Изменение величины межфазного натяжения в зависимости от содержания Мп5 (а) и СаБ (б) в шлаке исходного состава [141]: / — СаО - 10 %: МпО - 60 %; БіО, — 30 % (по массе); 2 — СаО — Ю"%; МпО - 30 %; БіО, - 60 % (по массе).

МпЗ, % [по массе) а

5 10 15 Ш, % (по массе)