Легирование металлов через шлак

Легирование металла шва может быть осуществлено восстановлением легирующего элемента из окислов, находящихся в шлаке, непосредственно при сварке. Восстановителем при этом служит металл – основа сплава. При сварке низколегированных сплавов под слоем флюса их легируют марганец и кремнием ( легирование другими элементами через шлак экономически нецелесообразно ).

Легирование металла элементов R происходит в результате окислительно-восстановительной реакции, обратной реакции раскисления этих элементов. Реакция легирования получена путем комбинации реакций

m[ Me ] + O₂ = n[ Me_xO_y ]

_______________________________________________________-

m´[ R ] + O₂ = n´[ R_x´O_y´ ]

m[ Me ] + n´( R_x´O_y´ ) = n[ Me_xO_y ] + m´[ R ]

При термическом равновесии суммарное приращение изобарного потенциала равно 0. Если принять для упрощения n´ = 1, то после подстановок получим

–

Принимая [ %R ] = [ %R₀ + ΔR ], получим

Далее получим

.

Легирование металла элементом R возрастает при увеличении активности его окисла и с уменьшением содержания кислорода в основе. По мере восстановления элемента возрастают его содержание и содержание кислорода, в результате чего интенсивность процесса легирования снижается. Фактически содержание кислорода зависит от присутствия элементов с большим, чем у элемента R , сродством к кислороду (например, титана). С увеличением их содержания количество растворенного кислорода уменьшаетсч и легирование усиливается.