Сучасна електрометалургія, 2023, №04



2023 №04 (04)

DOI of Article 10.37434/sem2023.04.05

2023 №04 (06)

---

Сучасна електрометалургія, 2023, #4, 35-43 pages

Поглинання азоту сталлю 04Х18Н10 при плазмово-дуговій плавці під шлаком системи CaO–Аl₂O₃

В.О. Шаповалов¹, В.Г. Могилатенко^1,2, Р.В. Лютий², Р.В. Козін¹

¹ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
²НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського». 03056, м. Київ, Берестейський проспект, 37. E-mail: vmogilatenko@gmail.com

Реферат
Азот як легувальний елемент сталі є сильним аустенізатором та істотно впливає на механічні властивості сталей різного класу. Для легування азотом доцільно використовувати газові фази, а інтенсифікувати процес можливо використанням висококонцентрованих джерел енергії, наприклад, плазми. Одними з визначальних факторів легування металу є парціальний тиск азоту і температура процесу. Складно знайти роботи, які стосуються азотування металевих розплавів при плазмово-шлаковому процесі. В статті наведено експериментальні дані щодо кінетики розчинення і розчинності азоту в сталі 04Х18Н10. Одержані математичні моделі розчинення азоту при плазмовій плавці мають високу значимість, про що свідчать відповідні коефіцієнти детермінації. При парціальному тиску азоту над розплавом менше 0,1 атм температура в межах 1823…2323 К практично не впливає на вміст азоту в сталі, а при більшому парціальному тиску вміст азоту в сталі зменшується зі зростанням температури. Оцінено температуру розплаву в умовах експерименту як 2385 К. Визначено, що коефіцієнт розподілу азоту між металом і шлаком при парціальному тиску азоту до 1 атм змінюється слабо і становить 1,1…1,2. Бібліогр. 24, табл. 2, рис. 6.
Ключові слова:: азотовмісні сталі, плазмово-шлакова плавка, азот, кінетика поглинання, розчинність, коефіцієнт розподілення

Received 31.08.2023

Список літератури

1. Гудремон Э. (1966) Специальные стали. Москва, Металлургия.
2. Лакомский В.И., Лакомский В.В. (2012) Азот в жидких сталях и шлаках. Киев, Наукова думка.
3. Королев М.Л. (1961) Азот как легирующий элемент в стали. Москва, Металлургиздат.
4. Paton B.E., Saenko V.Ya., Pomarin Yu.M. et al. (2004) Arc slag remelting for high strength steel & various alloys. J. Mater. Sci., 39, 7269–7274. DOI: https://doi.org/10.1023/B:JMSC. 0000048741.47509.b3
5. Cieśla M., Ducki K.J. (2008) Effect of increased nitrogen content on the structure and properties of tool steels. J. of Achievements in Materials and Manufacturing Eng., 29(1), July. https://www.researchgate.net/publication/26872202
6. Cieśla M., Ducki K.J. (2008) Influence of increased nitrogen content on tool steels structure and selected properties. J. of Achievements in Materials and Manufacturing Eng., 27(2), July. https://www.researchgate.net/publication/26872252
7. Saeed Nabil Ghali, Mamdouh Eissa, Hoda El-Faramawy et al. (2013) Production and application of advanced high nitrogen steel. Inter. Conf. on Sci. and Technology of Ironmaking and Steelmaking, November 2013. Jamshedpur, India, 1. https:// www.researchgate.net/publication/262698868_Production_ and_Application_of_Advanced_High_Nitrogen_steel
8. Григоренко Г.М., Помарин Ю.М., Лакомский В.В. и др. (2010) Свойства сталей типа Х13, легированных азотом. Современная электрометаллургия, 4, 26–29.
9. Бурнашев В.Р., Никитенко Ю.О., Якуша В.В. та ін. (2020) Деякі аспекти виплавки високоазотистої сталі Х21Г17АН 2 у плазмово-дуговій печі. Сучасна електрометалургія, 2, 23–26. DOI: https://doi.org/10.37434/sem2020.02.04
10. Шурхал В.Я., Ларін В.К., Чернега Д.Ф. та ін. (2000) Фізико-хімія металургійних систем і процесів: Підручник. Київ, Вища школа.
11. Помарін Ю.М, Бялік О.М., Григоренко Г.М. (2007) Вплив газів на структуру та властивості металів і сплавів. Київ, НТ УУ «КПІ».
12. Шаповалов В.О., Біктагіров Ф.К., Могилатенко В.Г. (2023) Позапічне оброблення сталі: способи, процеси, технології: підручник. Крівцун І.В. (ред.). Київ, Хімджест.
13. Эндерс B.B.( 2002) Азот в сталеплавильных процесах. Литье и металургия, 1, 95–100.
14. Zhouhua Jiang, Huabing Li, Zhaoping Chen et al. (2005). The nitrogen solubility in molten stainless steel. Steel Research Int., 76(10), 730–735. https://www.researchgate. net/publication/281642445
15. Григорян В.А., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. (1987) Теоретические основы электросталеплавильных процессов. Москва, Металлургия.
16. Григоренко Г.М., Козин Р.В. (2018) Растворимость азота во флюсах для электрошлаковых технологий. Современная электрометаллургия, 2, 37–40. DOI: http://dx.doi. org/10.15407/sem2018.02.04
17. In-Ho Jung (2006) Thermodynamic modeling of gas solubility in molten slags (I)– carbon and nitrogen. ISIJ Inter., 46(11), 1577–1586.
18. Eloy Martinez R., Victor Espejo O., Francisco Manjarrez (1993) The solubility of nitrogen in the CaO–CaF–Al2O3 system and its relationship with basicity. ISIJ International, 33(1), 48–52.
19. Лакомский В.В., Помарин Ю.М., Рябцев А.Д., Григоренко Г.М. (2006) Азотирование металла при ЭШП из газовой фазы. Современная электрометаллургия, 4, 3–5.
20. Лакомский В.В., Григоренко Г.М. (2012) Кинетика взаимодействия азота газовой фазы с металлом, покрытым жидким шлаком. Современная электрометаллургия, 3, 35–37.
21. Козін Р.В., Кузнецова Л.В., Гуляницька Н.Е., Моссоковська І.А. (2019) Визначення вмісту азоту в шлакових системах СаО–Al2O3 методом К’єльдаля. Метрологія та прилади, 3, 55–60.
22. Забарило О.С., Лакомский В.И. (1968) Поведение углерода при плазменно-дуговом переплаве сплава 50Н и железа армко. Специальная электрометаллургия, 4, 78–85.
23. Григорян В.А., Стомахин А.Я, Уточкин Ю.И. и др. (2007) Физико-химические расчеты электросталеплавильных процессов: Сб. задач. Москва, МИ СиС.
24. Григоренко Г.М., Помарин Ю.М. (1989) Водород и азот в металлах при плазменной плавке. Киев, Наукова думка.

---

Реклама в цьому номері:

---