Предлагаемый читателям труд является диссертацией Д. Сефе-риана на получение степени доктора наук в Парижском университете.
Этот труд представляет оригинальное исследование, научную диссертацию в полном смысле слова, и является результатом значительной работы, потребовавшей многих лет, в течение которых были последовательно проведены сотни весьма сложных и точных опытов и испытаний. Помимо этого следует особо отметить у автора научное мышление, любовь к самому процессу исследования и тщательность, с которой составлена библиография, что свидетельствует об уважении автора к труду других ученых.
Автор подошел вплотную к разрешению актуальной, но еще малоизученной проблемы фиксации азота в сталях во время плавления, в частности в процессе сварки, и последующего влияния этой азотации на механические свойства металла. Замечательные термофизические опыты над многочисленными образцами азотированных сталей привели его к составлению новой диаграммы равновесия системы железо — азот. На основе этой диаграммы можно легко вывести основные приемы защиты металла шлаком от действия окружающего азота и деазотирования металла посредством отделения азота и связывания его водородом.
По нашему убеждению это законченное и оригинальное исследование Сефериана вполне достойно его учителей, профессоров Ш. Фабри, П. Шевенара и А. Портвэна и делает честь Институту и Высшей школе автогенной сварки.
Р. Гранжон
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.....................•...... 5
Исторический обзор....................... 7
Часть первая
I. Экспериментальное исследование условий образования нитридов
железа при его плавлении.................... 10
1. Химический состав железа, использованного в этих исследованиях ......................... 10
2. Методы определения нитридов.............. 11
3. Влияние процесса плавления на поглощение азота .... 17 П. Методы определения азота в сталях.............. 25
1. Определение мокрым способом............. 26
2. Сухой способ...................... 28
3. Определение посредством плавления в вакууме.....
4. Принятый метод.................... 29
Часть вторая
III. Физическое исследование вольтовой дуги........... 32
1. Опытная установка................... 32
2. Исследование дуги, горящей в чистом водороде..... 34
3. Исследование дуги, горящей в чистом азоте....... 35
4. Исследование дуги, горящей в аммиаке и в азотноводо-родных смесях...........•.......... 42
5. Исследование дуги, горящей в воздухе......... 43
IV. Плавление железа в пламени атомного азота......• . . 44
1. Плавление в пламени атомного водорода......... 44
2. Плавление в пламени атомного азота.......... 44
3. Диссоциация молекулярных водорода и азота...... 47
Часть третья
V. Свойства и диссоциация нитридов.............. 49
1. Свойства нитридов железа............... 49
2. Электрические и магнитные свойства.......... 50
3. Диссоциация нитридов железа.............. 50
4. Исследов1ние диссоциации нитрида Fe4N в присутствии водорода.....•................... 52
VI. Исследование системы железо—азот............. 55
1. Метод термического анализа.............. 55
2. Металлографическое исследование............ 56
3. Спектрографическое исследование рентгеновскими лучами
4. Дополнение к исследованию диаграммы железо—азот . . .
VII. Термическая обработка нитридов.............. 71
1. Закалка железа, азотированного плавлением....... 72
2. Влияние азота на старение сталей............ 78
Общие выводы.........................
Литература......................... 86
Введение
Нитриды железа образуются лишь в твердой его фазе при нагревании в присутствии аммиака (до 500—600 °)1 или при плавлении железа в атмосфере, содержащей азот.
Процесс образования нитридов при посредстве аммиака, известный под названием азотации, уже несколько лет применяется в промышленности для получения очень твердых поверхностей2.
Этот процесс послужил темой для нескольких крупных работ. Главные из них принадлежат A. Fry [1,3], который описал условия азотации и составил первую диаграмму системы железо — азот; затем G. Hagg [4], Lehrer [5], Eisenhutt и Kaupp [6], которые изучили структуру нитридов и уточнили и дополнили диаграмму железо — азот. На основании всех этих исследований следует рассматривать два вида нитридов: первый Fe4N (5,88% N2), дающий первый эвтектоид (Fe — Fe4N), и второй Fe2N (11,10% N2), дающий второй эвтектоид.
Условия образования нитридов при плавлении железа известны не так хорошо. Между тем их вредное влияние на металл соединений, выполняемых расплавлением стали вольтовой дугой (хрупкость), отмечено уже более 10 лет назад J. Owens, J. Ramage и J. Watts (1921) [7].
Некоторые авторы объясняют азотацию стали соединением с .азотом компонентов, сопровождающих сталь и образующих растворы, например Mn, Si, Ni, Cr и др.; с точки зрения этих авторов образование нитридов железа является маловероятным [8]. По мнению других азот поглощается железом в форме цианистого соединения [9].
1 Азот фиксируется в железе в твердом его состоянии также и во время цементации железа в присутствии нитрата натрия [1] или цианистого калия (см. также фиг. 5).
2 У некоторых специальных сталей (хромоалюминиевых и хромомолиб-деноалюминиевых), так называемых сталей для азотирования, поверхностная твердость может быть очень высокой. Приводим состав одной типичной стали для азотации: 0,40% С; 1,70% Сг; 0,20% Мо и 1,Юо/0 А1. После азотации при 500° в течение 80 час. твердость по Виккерсу Д =
= 1150.
Цена: 500руб.
