Кинетические аспекты удаления азота при вакуумной обработке низколегированных сталей
DOI:
https://doi.org/10.52171/herald.389Ключевые слова:
вакуумная обработка, удаление азота, низколегированные стали, кинетика дегазации, массоперенос, промышленная металлургияАннотация
В данной работе исследуются кинетические особенности удаления азота при вакуумной обработке низколегированных сталей в промышленных условиях. Удаление растворённого азота при вакуумной обработке является важнейшим этапом производства низколегированных сталей, поскольку повышенное содержание азота отрицательно влияет на их механические свойства и эксплуатационные характеристики. Несмотря на благоприятные термодинамические условия вакуумирования, промышленная практика показывает, что эффективность дегазации в значительной степени определяется кинетическими факторами. Анализ основан на данных, полученных в процессе промышленной вакуумной дегазации, и опирается на классические представления теории массопереноса. Процесс удаления азота рассматривается как диффузионно-ограниченный и описывается кинетической моделью первого порядка с учётом влияния стабильности вакуума, динамики газовых пузырьков и взаимодействия металл–газ. Установлено, что стабильный вакуум существенно повышает эффективность дегазации, тогда как колебания давления снижают интенсивность массопереноса и могут приводить к повторному насыщению металла азотом. Сопоставление результатов с опубликованными исследованиями подтверждает определяющую роль кинетических ограничений в процессе вакуумной обработки. Полученные выводы могут быть использованы для оптимизации параметров вакуумной дегазации и повышения качества низколегированных сталей.
Библиографические ссылки
1. Fruehan R.J. The Making, Shaping and Treating of Steel: Steelmaking and Refining / R.J. Fruehan // Pittsburgh, AISE Steel Foundation, 1998. – 767 p.
2. Turkdogan E.T. Fundamentals of Steelmaking / E.T. Turkdogan // London, The Institute of Materials, 1996. – 331 p.
3. Ghosh A., Chatterjee A. Ironmaking and Steelmaking: Theory and Practice / A. Ghosh, A. Chatterjee // New Delhi, PHI Learning Pvt. Ltd., 2008. – 492 p.
4. Metelkin A.A., Sheshukov O.Yu., Tkachev A.S., Kovayzin L.V., Chigintsev A.V., Shevchenko O.L. Metal Degassing in Vacuum-Chamber of Circulating Vacuum Degasser of JSC EVRAZ NTMK // Steel in Translation, 2023. Vol. 52, No. 10. – Pp. 920–924.
5. Smirnova E.A., Eliseeva I.A., Shapovalov A.N. The Degassing Laws for Railway Wheel Steel in a Vacuum Tank Degasser // Defect and Diffusion Forum, 2021. Vol. 410. – Pp. 269–274.
6. Yu S., Miettinen J., Louhenkilpi S. Numerical study on the removal of hydrogen and nitrogen from the melt of medium carbon steel in vacuum tank degasser // Materials Science Forum, 2013. Vol. 762. – Pp. 253–260.
7. Zhang J., Liu J., Yu S., Su X., Yang H. Bubble Growth and Floating Behavior during Degassing Process of Molten Steel / (N2, H2) System // ISIJ International, 2020. Vol. 60, No. 3. – Pp. 470–480.
8. Wang G., Zhang Q., Zhang Y., Cheng G., Zhang G. A mathematical model for dehydrogenation of molten steel in the vacuum degasser // Vacuum, 2023. Vol. 213. Article 112456.
9. Mamedov A.T., Babaev A.I., Ismailov N.Sh., Huseynov M.Ch., Guliyev F.T. Mastering the Production of Hot-Deformed Casing from 32Г2 Steel at “Baku Steel Company” Ltd. // Herald of the Azerbaijan Engineering Academy, 2022. Vol. 14, No. 4. – Pp. 48–55. https://doi.org/10.52171/2076-0515_2022_14_04_48_55
10. Mammadov A.T., Behbudlu I.A. Characteristics of Vacuum Refining of Low-Carbon and Low-Alloy Steels // International Journal on Technical and Physical Problems of Engineering, 2025. Vol. 17, No. 4 (Issue 65). – Pp. 100–106.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 I.A. Behbudlu
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
