Газы, присутствующие в чугуне, оказывают значительное влияние на его структуру и свойства. Они могут находиться в виде твёрдых включений, пор или в составе других фаз. Основными газами, содержащимися в чугуне, являются азот, водород и кислород, а также их соединения. Их воздействие на сплав зависит от формы присутствия, концентрации и химического состава.
Растворимость газов в чугуне
В жидком чугуне растворимость газов выше, чем в твёрдом, и увеличивается с ростом температуры. На растворимость азота влияют температура и химический состав сплава. Например, титан, ванадий и никель повышают его растворимость, а алюминий, медь и кремний — снижают.
Влияние азота, водорода и кислорода
Азот может образовывать нитриды, которые либо способствуют графитизации, либо препятствуют ей. При избыточном содержании азот приводит к пористости, особенно при медленном охлаждении. В промышленных условиях его концентрация не всегда соответствует теоретическим расчётам.
Кислород присутствует в чугуне в виде оксидных включений или в растворённом состоянии. Он влияет на процессы коррозии и графитизации. Для снижения его содержания применяют добавки магния и кальция, а также высокотемпературное рафинирование.
Газы (водород, кислород и азот) оказывают разнонаправленное влияние на чугун, способствуя как улучшению, так и ухудшению его свойств. Контроль газового состава позволяет получать материал с заданными характеристиками. Для точного анализа содержания газов в чугуне применяют современные методы, такие как восстановительное плавление в потоке инертного газа (анализатор ONH100 компании Melytec).
Таким образом, управление газовым составом является ключевым фактором в производстве высококачественного чугуна.
Подробнее об анализаторе ONH100
