Rozpuszczalność azotu w ciekłym żelazie
Rozpuszczalność azotu w ciekłym żelazie rośnie wraz z temperaturą. Przy zbyt szybkim chłodzeniu azot ten może wydzielać się w postaci porów, co pogarsza wytrzymałość i strukturę.
Fizykochemiczny mechanizm działania
W stanie ciekłym żelazo nabiera zdolności do pochłaniania azotu. To pochłanianie podlega prawu Sievertsa, które mówi, że rozpuszczalność azotu wzrasta proporcjonalnie do temperatury.
Znaczenie metalurgiczne i ryzyka podczas spawania
Jeśli żelazo zbyt szybko stygnie, pochłonięty azot nie może pozostać w roztworze i ulatnia się jako pory do spoiny. Prowadzi to do obniżonej wytrzymałości i zwiększa podatność na pęknięcia i kruche pękanie. Ponadto zbyt duża zawartość porów może rozmyć strukturę stali, co negatywnie wpływa na jej właściwości mechaniczne.
Praktyka warsztatowa i instrukcje postępowania
Aby kontrolować rozpuszczalność azotu w ciekłym żelazie, ważne jest zapewnienie starannych etapów chłodzenia. Można to osiągnąć stosując gazy chłodzące lub systemy ścian chłodzących. Szybkość chłodzenia należy ustawić tak, aby żelazo stygło powoli i w kontrolowany sposób, minimalizując tworzenie się porów. Zalecane czasy chłodzenia różnią się w zależności od rodzaju stali, ale z reguły etapy chłodzenia powinny trwać co najmniej 15 minut, aby zapewnić wystarczającą rozpuszczalność azotu.