Сварка порошковой проволокой - Фрумин И.И.
Скачать (прямая ссылка):
а — Fe; б — FeTi; в — FeMn; г — FeSi.
Рис. 22. Кривые термоанализа многокомпонентных смесей А-2 (а), А-3 (б) и А-6 (в):
/ — кривые ДТА; 2 — кривые ТГА.
ции. Стойкость различных сплавов против окисления не находится в прямой зависимости от содержания легирующего [8, 35, 153] и его сродства к кислороду. Высокой стойкостью против окисления обладают ферросилиций и ферроалюминий, в которых легирующие повышают температурные границы устойчивости вюстита.
Скорость окисления ферросплавов и железного порошка, находящихся в смеси с карбонатами, при нагревании изменяется в соответствии с изменением парциального давления окислителя в газовой фазе.
На рис. 21 приведены кривые приращения массы железа и ферросплава при нагревании их смесей с мрамором (соотношение масс равно единице) на воздухе со скоростью 50 град/мин. Данные по приращению массы в период диссоциации карбоната (штрихпунк-тиром показан участок диссоциации карбоната) получены путем измерений разности между термогравиметрическими кривыми для чистого карбоната и его смеси с порошком металла. Для сравнения там же показано приращение массы в отсутствии карбоната.
23
На участке кагрева, предшествующем температурному диапа* зону диссоциации карбоната, скороста окисления ферросплавов без примесей и с примесями* содержащими карбонаты, весьма-близки. Это говорит о том, что в таких смесях не происходит существенного нарушения окисной пленки на частицах железа и ферросплавов вследствие взаимодействуя с компонентами шихты до температур примерно 1000° С. Можно изменить скорости окисления
при более высоких температурах.
Наличие металлических порошков в смеси способствует, как отмечалось ранее, повышению теплопроводности смеси и смещению температурного диапазона диссоциации карбонатов в область более низких температур. На рис. 22 приведены термограммы смесей, близких по химическому составу (табл. 1) к сердечникам порошковых проволок. Термограммы исследованных смесей можно разделить на три участка. Первый участок характеризуется окислением железа и ферросплавов кислородом воздуха, что выражается в небольшом экзотермическом подъеме кривой дифференциального термического анализа (ДТА) и приростом массы (кривая термогравиметрического анализа (ТГА)). Второй участок соответствует одновременному протеканию процессов диссоциации карбоната и окисления железа и ферросплавов. На термогравиметрической кривой этот участок отмечен значительной потерей массы, вызванной диссоциацией карбоната. Третий, высокотемпературный, участок характеризуется дальнейшим приростом массы, связанным с продолжающимся процессом окисления железа и ферросплавов. На дифференциальной термической кривой фиксируются также термоэффекты, вызванные протекающими в этот период экзотермическими реакциями комп-лексообразования. Сравнение степени окисления при нагревании железа и ферросплавов без примесей и в смесях, содержащих карбонаты, показывает, что наличие карбонатов в смеси способствует большему окислению компонентов к моменту оплавления проволоки.
Образование комплексных соединений. Реакции с участием фторидов. Взаимодействие между двумя твердыми веществами возможно в точках их соприкосновения. При реакции между ними в местах контакта образуется неподвижный слой продукта. Поэтому реакции между двумя твердыми веществами определяются, по меньшей мере, 24
Т аблица 1
Составляющие шихты А-2 А-З А-6
Мрамор 8,6 9,0
Магнезит 14,7 — —
Флюоритовый кон- 17,3 17,0 12,0
центрат 21,0
Рутиловый концент- — 20,0
рат
Шпат полевой 4,6 — —
Сода кальциниро- — 6,0 —
ванная
ферромарганец 2,7 4,6 3.2
Ферросилиций 1,0 3,2 1,2
ферротитаи 10,0 — 15,0
Железный порошок 49,7 39,6 39,6
0умя главными факторами*, скоростью движения частиц через слои Продукта и скоростью процессов на границах фаз. Условия протекания реакции существенно изменяются, если в реакции между твердыми веществами участвует жидкая или газовая фаза [171.
К моменту химического превра-/"\ щения, протекающего с участием
/ / у жидкой фазы, исходные вещества
остаются в твердом состоянии либо их взаимодействию предшествует плавление одного вещества или смеси веществ. В образовании расплава может принимать учас-
30
20
10
4*
з Л г / Jr |>
Рис. 23. Кривые термоанализа смесей карбоната кальция с глиноземом при соотношении в смеси СаСОз: А120з, равном 1 : 1 (а), 2: 1 (б), 4: 1 (в):
1 ~ кривые ДТА; 2 — кривые ТГА.
800 900 /ООО то 1200 i°C
Рис. 24. Зависимость скорости взаимодействия окиси кальция с кремнеземом от температуры, времени выдержки и удельной поверхностй смеси по данным М. М. Сычева и др.:
1, 3 — через 10 мин; 2, 4 — через 1 ч; удельная поверхность: 1, 2—188 см2!г\ 3,
4 — 848 см?1г.
тие неизбежно присутствующее третье вещество. Аналогично указанному, взаимодействию между веществами с участием газовой фазы могут предшествовать процессы образования этой фазы: возгонка вещества, диссоциация, а также взаимодействие с продуктами превращений.
В многокомпонентных смесях твердых веществ процессы -взаимодействия обычно протекают ступенчато. При этом последовательность образования промежуточных соединений не зависит от соотношения между исходными реагентами.
