Требуется подобрать защитную атмосферу

[ewg]

Необходимо рассчитать химические реакции жидкого металла (сталь) с защитной атмосферой. Определить как будет взаимодействовать жидкий металл (окисление, восстановление, науглераживание, обезуглераживание)  с газовой фазой (Ar, СО, СО2, Н2, СН4). 

Знаю, что существуют специализированные пакеты программ (например MTDATA), однако не имею к ним доступа. 

 

Вопросы и предложения прошу писать на почту elena656012@mail.ru

[aversun]

Необходимо рассчитать химические реакции жидкого металла (сталь) с защитной атмосферой. Определить как будет взаимодействовать жидкий металл (окисление, восстановление, науглераживание, обезуглераживание)  с газовой фазой (Ar, СО, СО2, Н2, СН4). 

Знаю, что существуют специализированные пакеты программ (например MTDATA), однако не имею к ним доступа. 

 

Вопросы и предложения прошу писать на почту elena656012@mail.ru

Вообще-то, защитная атмосфера делается для того, что бы с защищаемым металлом ни каких реакций не было.

[ewg]

Вообще-то, защитная атмосфера делается для того, что бы с защищаемым металлом ни каких реакций не было.

К сожалению это не так. 

Самый простой вариант 

СО2=>C0+O2

2Fe+O2 => 2FeO

Очень активно атмосфера взаимодействует с металлом

Ну и дальше 

2СО => 2С + О2.

С - растворяется в стали.

 

Делали химию, в стали С увеличивается.

В некоторых случаях это может снизить коррозионную стойкость

[aversun]

К сожалению это не так. 

Самый простой вариант 

СО2=>C0+O2

2Fe+O2 => 2FeO

Очень активно атмосфера взаимодействует с металлом

Ну и дальше 

2СО => 2С + О2.

С - растворяется в стали.

Делали химию, в стали С увеличивается.

В некоторых случаях это может снизить коррозионную стойкость

Эти уравнения, это что-то из области фантастики, дайте ссылку хоть на одну работу, которая подтверждает ваши уравнения.

По вашему, CO2 выступает окислителем стали. Это возможно для таких активных металлов, как, например Mg или Al, но не для железа. Причем реакция идет в одну стадию (сразу с образованием свободного углерода), а не в две, как вы писали. То, что по вашему еще и CO окислитель или подвергается пиролизу, это тоже фантастично. CO всегда бы восстановителем, причем сама молекула довольно прочная, т.к. скреплена тройной связью по типу азота. Единственное, как железо может реагировать с CO, это образование карбонилов. Углерод же может увеличиваться от других причин, если он вообще увеличивается.

[Himeck]

Есть такая операция Науглероживание  газами. ТС наверно про это говорит. 

https://studopedia.ru/12_44705_kineticheskie-osobennosti-vosstanovleniya-oksidov.html

[aversun]

Есть такая операция Науглероживание  газами. ТС наверно про это говорит. 

https://studopedia.ru/12_44705_kineticheskie-osobennosti-vosstanovleniya-oksidov.html

рекция 3Fe + 2CO ↔ Fe₃C + СO₂, где железо является окислителем (или тут надо признать диспропорционирование углерода?) кажется мне довольно странной, хотя я посмотрел литературу, да, CO может сталь науглероживать. Только вот откуда браться CO, если применяться защитная атмосфера. Только реакция углерода с CO2, но углерод то откуда, из той же стали, что ли? А если применяется само СО, то какая же это защитная атмосфера?

[Himeck]

Так ТС наверно и хочет подобрать атмосферу. Аргон дорого, а СО2 - чревато. 

[ewg]

Коллеги день добрый. 

Спасибо за внимание. Реакции идут отлично. подробности здесь:

Леонидова М.Н., Шварцман Л.А., Шульц Л.А. Физико-химические основы взаимодействия металлов с контролируемыми атмосферами.

Мне как не химику многое не понятно в данной книге. 

Хотел бы,  что было изложено как здесь 

Н. Ю. Борд, К. Е. Белявин, В. К. Шелег Термодинамические расчеты в практике конструирования и применения сварочных материалов.

Файлы могу выслать. 

Нужно  понять,  что будет происходить в смеси Ar + CO, CO + CO2,  CO + O2

Будут ли данные смеси гореть при нагреве выше 1000 оК, и при каком соотношении компонентов?

Могут ли они быть «нейтральны» к стали в интервале 1000…3000оК?

Если будет примесь (например органика или азот ) с кем она будет взаимодействовать и в каком случае?

Сколько это будет стоить?

Сверхзадача оптимизировать состав защитного газа при сварке. т.к. аргон дорого а СО2  окисляет и науглераживает

[Himeck]

А,  так это не металлургия? 

Сварка? 

А экспериментальным путем? 

[ewg]

порядка 20 000 эксперимент 

с учетом подготовки и изготовления оснастки. 

Оптимизировать экспериментальным путем на мой взгляд вообще не выход. 

Нужно понять что происходит и потом подтвердить опытом. 

Мы предположили что при сварке должна быть восстановительная атмосфера, а не нейтральная Ar или окислительная CO2 как сейчас.

Сварили в чистом СО - результат отличный, но выгорел фосфор, не выгорела сера, подрос С в стали. Чешем репу почему, ищем умных людей. 

Самое ближайшее время заварим швы в СН4. 

Видели метод в Казахстане, но они то же не знают, только чувствуют. 

А что будет если в стали будет 17% хрома?

а если 0,05% бора?

Сварка и металлургия близнецы-братья.

А термодинамика и физическая химия их родители.

Дети оболтусы, родителей не слушали во время чтения спец курса.

Да и давно это было.

Да и не химики читали.