6)понижается магнитная проницаемость и увеличивается электрическое сопротивление.

Влияние азота на свойства стали. Атомарный азот растворяется преимущественно в тех металлах, с которыми он может образовывать химические соединения — нитриды. В сталях азот образует нитриды как с железом, так и с большинством примесей. С железом

азот дает два типа нитридов: Fe4N и Ре^ по уравнениям

бц. бт,кГ1нм2

4'Fe + i-N*:

2Fe + -i-N2^Fe2N

4,5 ккал/моль; 3,9 ккал/моль.

Рис. 111. Влияние содержания кислорода на механические свойства малоуглеродистой стали.

Нитрид Fe4N содержит 5,88%Na, а Fe2N — 11,1% N¡¡. Для сварки большее значение имеет Fe4N, для процессов, характеризующихся избытком азота, например для азотизации стали,— Fe2N.

В соответствии с диаграммой состояния железо — азот (рис. 112) при охлаждении сплава вначале из нитроаус-тенита (твердого раствора азота в y-Fe) выпадает a-фаза, или нитроферрит (твердый раствор азота в a-Fe). После достижения температуры 592 °С, отвечающей точке Ах, нитроаустенит-эвтектоид распадается на механическую смесь феррита и нитрида железа. При дальнейшем уменьшении температуры предельная растворимость азота в нитрофер-рите снижается с 0,135% при 592 °С до 0,001% при комнатной температуре и избыточный азот в виде Fe4N выделяется из твердого раствора a-Fe.

Нитриды железа образуются в области пониженных температур (в интервале 700—550 °С), при более высоких температурах они диссоциируют.

Таким образом, в железе азот может находиться в твердом растворе a-Fe и в виде отдельных включений нитридов, главным образом Fe4N. Процесс сварки и здесь вносит отклонения от равновесной диаграммы состояния Fe—N¡,. Поэтому общее количество растворенного в металле азота из-за перегрева металла может быть увеличенным. Кроме того, при повышенной скорости охлаждения металла нитриды железа могут не успеть выпасть из твердого раствора a-Fe и последний окажется пересыщенным азотом.

С легирующими элементами стали азот также образует нитриды, часто значительно более стойкие, чем нитриды железа. Особенно

тЬйкими в области высоких температур являются нитриды кремния и'титана.

Растворимость азота в железе значительно зависит от температуры (рис. 113). По мере роста ее растворимость азота увеличивается, претерпевая скачкообразные изменения в моменты полиморфных превращений железа и при переходе его из твердого состояния в жидкое.

Исследования процесса насыщения металла азотом показали, что возможны такие пути его протекания:

1) диссоциированный азот непосредственно растворяется в жидком металле капель. При последующем

600 700 600 500 400 300 200 100

«Si

§40 55 ^30 ¿¡25

|/0 £ 5

0,1 0.2 0.3 0.4 0.5 N2. %

600 1000 1400 1600 2200 2600Т.°С

[Рис. 112 Диаграмма состояния Рис. 113. Кривые зависимости растворимости | железо — азот.азота и водорода в железе от температуры.

охлаждении металла в условиях соответствующих температур образуются нитриды железа;

2)диссоциированный азот образует в области высоких температур стойкие нитриды, которые, растворяясь в каплях жидкого металла, 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 соответствующих температурах нитриды железа;

3)диссоциированный азот образует в высокотемпературной области окись азота N0, которая растворяется в каплях. При температурах металла ниже 1000 °С окись азота выпадает из твердого раствора и диссоциирует; при этом атомарный азот образует нитрида железа, а кислород — оксиды.

Находясь в металле в том или ином состоянии, азот весьма сильно влияет на его свойства. Из рис. 114 видно, что с увеличением содержания азота увеличиваются пределы прочности и текучести металла. Вместе с тем снижаются пластические свойства и особенно резко — ударная вязкость стали. Наряду с этим появляется склонность