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钢铁中的氧氮氢(二)---存在形态

来宝网 2014/1/13点击2983次

 1钢铁中的氧氮氢(二)---存在形态之氧的存在形态:氧是以化合态和游离态共存的,一般游离态很少,主要是以Fe2O3 Fe3O4FeO以及金属氧化物夹杂、硅酸盐、铝酸盐、含氧硫化物以及类似的夹杂化合物的形式存在,仪器测试总氧含量,一般用T[O]表示。炼钢是一个氧化过程,把纯氧吹入铁水熔池,使C、Si、Mn、P氧化变成不同碳含量的钢液。吹炼到终点时,钢水中溶解了过多的氧,称为溶解氧[O]D或a[O]。出钢时,在钢包内必须进行脱氧合金化,把[O]D转变成氧化物夹杂,它可用[O]I表示,所以钢中氧可用总氧T[O]表示。

2钢铁中的氧氮氢(二)---存在形态之氮的存在形态: 钢中一部分氮是呈金属氮化物或者碳氮化物的形态;如今特种合金钢中所加入的大多数元素,在适当条件下能形成氮化物。这些元素包括锰、铝、硼、铬、钒、钼、钛、钨、铌、钽、锆、硅和稀土等。考虑到许多氮化物形成元素具有几种简单的或者复杂的氮化物,此时钢中可能会形成多达70多种氮化物。另一部分的氮是以氮原子的形式固溶在钢中。极少数情况下,氮以分子形式夹杂于气泡中或者吸附在钢的表面。 

3、钢铁中的氧氮氢(二)---存在形态之氢的存在形态: 钢中氢是以氢原子的形式存在的,在高温时,两个氢原子很容易就形成一个氢分子。氢原子很活泼,自然放置状态就会形成氢分子缓慢释放。在钢焊缝中,氢大部分是以氢原子或离子的形式存在的,它们与焊缝金属形成间隙固溶体。由于氢原子和离子的半径很小,这一部分氢可以在焊缝金属的晶格中自由扩散,故称之为扩散氢。还有一部分氢扩散聚集到晶格缺陷、显微裂纹和非金属夹杂物边缘的空隙中,结合为氢分子,因其半径增大,不能自由扩散,故称之为残余氢。扩散氢约占总含氢量的百分之八十到九十,因此它对焊接接头的影响比残余氢大。氢以原子或离子(质子)的形式溶解于钢中,在一定温度下,钢液中氢的浓度[H]与氢的分压PH的平方根成正比。即:  [H]=K ? PH2      当温度为1600 ?C时K为0.0027,氢在铁中的溶解度随着温度和压力的下降而降低。氢在固体铁中的溶解度与铁的晶体结构有关,发生相变时,溶解度急剧变化.如铁于1534?C由液态结晶为固态时氢的溶解度显著下降;在1390?C由?-Fe转变为?-Fe时溶解度重又增加,而在910?C由?-Fe转变为?-Fe时溶解度又显著下降。     氢在碱性电炉钢中约4-11个ppm,酸性电炉钢中约为3.5-8个ppm,转炉钢中约为3-6个ppm。

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