Влияние азота на свойства стали.

С железом азот образует нитриды двух типов Fe₄N и Fe₂N. Для сварки большее значение имеет нитрид железа Fe₄N, так как обычно избытка азота не бывает. Нитриды железа образуются в области пониженных температур (в интервале 550-700 °С), при более высоких температурах они диссоциируют. Таким образом, в железе азот может, находиться в твердом растворе a – Feи в виде включений нитридов Fe₄N.

Рис. 2.8 – Кривые зависимости растворимости азота и водорода от температуры

Растворимость азота в железе сильно зависит от температуры. По мере роста температуры растворимость азота увеличивается, претерпевая скачкообразные изменения в момент полиморфных превращений железа.

Процесс насыщения металла азотом возможен следующими путями:

1. Диссоциированный азот непосредственно растворяется в металле капель. При последующем охлаждении металла образуются нитриды.

2. Диссоциированный азот образует в области высоких температур стойкие нитриды, которые растворяясь в жидком металле насыщают его азотом. В этом случае по мере охлаждения металла сварочной ванны из раствора может выделиться атомарный азот, который, вступая во взаимодействие с железом образует при соответствующей температуре нитриды железа.

3. Дисоциированный азот образует, в высокотемпературной зоне монооксид азота NO, которая растворяется в каплях. При температуре металла ниже 1000 °С монооксид азота выпадает из твердого раствора и диссоциирует, при этом атомарный азот образует нитриды, а кислород оксиды.

В общем случае азот является нежелательной примесью в металле шва, так как он снижает пластические свойства стали особенно ударную вязкость. Появляется склонность металла к старению, повышенная склонность к хладноломкости и синеломкости, увеличивается способ­ность к закалке, понижается магнитная проницаемость и увеличивается электрическое сопротивление металла.

Однако в условиях сварки высоколегированных сталей аустенитного класса, азот повышает устойчивость аустенита и является легирую­щей добавкой, способной заменить некоторое количество никеля.