11.2.1. Азот

Содержание азота (%) в готовой стали в большой степени зависит от типа процесса:

Томасовский 0,015-0,02;

Бессемеровский 0,01-0,015;

Электродуговой 0,005-0,01;

Мартеновский 0,002-0,005;

Кислородно-конвертерный 0,002-0,005.

Это различие объясняется неодинаковыми условиями поглощения и выделения азота во время плавки.

При охлаждении -Fe азот может оставаться в растворе, в дальнейшем в -Fe растворимость азота становится значительно меньше фактического содержания его в металле. Следовательно, создаются условия для выделения азота из твердого раствора, но азот остается в металле, образуя пересыщенный раствор. Такой раствор, может сохраняться в течение длительного времени (даже многие годы). Однако, выпадение из раствора возможно в любое время, это снижает пластичность и прочность и называется старением.

Для устранения старения в сталь вводят элементы, резко снижающие растворимость азота в жидком железе: Si, Al, V, Ti, Zr и др. Выделяющиеся из раствора нитриды фиксируются в объеме затвердевшего металла в виде НВ, которые в меньшей степени снижают качество стали.

11.2.2. Водород

Содержание водорода в стали в конце плавки мало зависит от типа процесса и обычно составляет 3-6 см³/100 г металла. Это значительно выше растворимости его в -Fe. Водород выделяется из металла в виде газа, в области температур ниже 800-950^оС. Это вызывает образование внутренних трещин, называемых флокенами.

Для уменьшения возможности образования флокенов в стали необходимы дегазация металла путем вакуумирования или медленное охлаждение заготовок (слитков) в специальных камерах (обычно в течение трех суток).

Наиболее эффективными способами снижения отрицательного влияния водорода на качество стали является вакуумирование или обработка нейтральным газом. При этом достигается удаление водорода до 60-80% и более, тогда как азот удаляется на 10-20%.

Высокая эффективность удаления водорода при продувке нейтральным газом, наблюдается только в том случае, если над металлом нет печного шлака.

Эффективность дегазации металла может быть повышена при комбинированном применении продувки аргоном и вакуумирования.