Gases En El Acero
Páginas: 19 (4591 palabras)
Publicado: 14 de junio de 2012
Gases e inclusiones no metálicas en el acero
1. Gases en el acero
Cualquier acero contiene cierta cantidad de los elementos que en condiciones habituales sin gases .A ellos pertenecen en primer termino el oxigeno, nitrógeno hidrogeno. En un lingote de acero o en una pieza fundida los gases se encuentran en forma de inclusiones gaseosas o burbujas gaseosas, inclusiones de óxidos,nitruros, hidruros, disoluciones solidas
A la temperatura ambiente en el hierro puro el hidrogeno se halla en la disolución solida en forma de átomos o iones (protones); el nitrógeno, en forma de nitruros y parcialmente en la disolución sólida; el oxigeno, en lo fundamental, en forma de óxidos y parcialmente en la disolución sólida
En el acero que contiene muchos componentes pueden existirtambién diversos compuestos de gases con impurezas de hierro. En la practica metalúrgica, el proceso de penetración de los gases en el metal en gorma de átomos, iones o compuestos químicos se denomina habitualmente proceso de “disolución” de los gases en el metal. Este proceso se efectúa en varias etapas que se pueden definir convencionalmente como: a) transferencia de masa de gas a la superficie delmetal; b) adsorción de gas en la superficie del metal; c) transición a través del limite gas-metal; d) transferencia de masa del gas en el interior del metal
De este modo, el eslabón que limita el proceso de disolución de los gases en el metal será la zona de difusión interior (transferencia de masas dentro del metal). En algunas ocasiones lo limitara el etapa de adsorción cinética (adsorción enla superficie y paso por la capa limítrofe).Con mas frecuencia la etapa que limita el proceso es la zona de difusión interior, pero se debe tener en cuenta que, además del hierro y el gas disuelto, en el metal siempre hay una cantidad menor o mayor de impurezas. Cuando el “tercer” componente posee actividad superficial ejercerá una influencia considerable sobre la intensidad del transito de gas através del limite gas – metal
Por lo común se llama disoluciones de los gases la cantidad de los mismos pasada a la disolución en el metal a la presión parcial normal. La dependencia entre disoluciones de gas S y la temperatura se determina por la ecuación siguiente:
d ln S / dT = ΔHS / 2RT2 o bien S=CeΔHS/2RT
donde ΔHS es la variación de la entalpia durante la disolución y formacióndel gas dado; R , es la constante universal de los gases ; T,la temperatura absoluta; C, la constante de integración .En forma logarítmica la ecuación tiene el aspecto
ln S = ln C + ΔHS / 2RT = C´ + ΔHS / 2RT
en las coordenadas rectangulares la dependencia entre ln S y 1/T por regla general se representa con una línea recta. Esta recta puede tener diversas direcciones .Para un caso generalΔHS depende simultáneamente de los diversos valores de la variación de la entalpia durante la disolución de dicho gas cerca de la superficie del metal ΔHdis , durante la disolución de ΔHd y como resultado de la interacción que puede tener lugar entre el gas que se disuelve y las impurezas disueltas en hierro ΔHint , es decir ,
figura 1
ΔHS = ΔHdis + ΔHd + ΔHint
En dependencia delvalor de la variación sumaria (resultante) de la entalpia ΔHS la disolubilidad de los gases aumenta o disminuye con la subida de la temperatura del metal
Para la disolución de hidrogeno y nitrógeno en hierro puro esta establecida la relación precisa entre la presión parcial p y de estos gases en la atmosfera sobre la masa fundía y la disolubilidad del gas en el metal
S = K[pic]
Estarelación se llama ley de la raíz cuadrada (o ley de Siverts, por le nombre del científico que la ha stablecido) .Esta relación indica que durante la disolución las moléculas diatónicas se descomponen en átomos, por ejemplo, H2 → 2 [H], a la constante de equilibrio en este caso
Formula 1
Es necesario tener presente que la ley de la raíz cuadrada no es valida su durante la disolución de...
1. Gases en el acero
Cualquier acero contiene cierta cantidad de los elementos que en condiciones habituales sin gases .A ellos pertenecen en primer termino el oxigeno, nitrógeno hidrogeno. En un lingote de acero o en una pieza fundida los gases se encuentran en forma de inclusiones gaseosas o burbujas gaseosas, inclusiones de óxidos,nitruros, hidruros, disoluciones solidas
A la temperatura ambiente en el hierro puro el hidrogeno se halla en la disolución solida en forma de átomos o iones (protones); el nitrógeno, en forma de nitruros y parcialmente en la disolución sólida; el oxigeno, en lo fundamental, en forma de óxidos y parcialmente en la disolución sólida
En el acero que contiene muchos componentes pueden existirtambién diversos compuestos de gases con impurezas de hierro. En la practica metalúrgica, el proceso de penetración de los gases en el metal en gorma de átomos, iones o compuestos químicos se denomina habitualmente proceso de “disolución” de los gases en el metal. Este proceso se efectúa en varias etapas que se pueden definir convencionalmente como: a) transferencia de masa de gas a la superficie delmetal; b) adsorción de gas en la superficie del metal; c) transición a través del limite gas-metal; d) transferencia de masa del gas en el interior del metal
De este modo, el eslabón que limita el proceso de disolución de los gases en el metal será la zona de difusión interior (transferencia de masas dentro del metal). En algunas ocasiones lo limitara el etapa de adsorción cinética (adsorción enla superficie y paso por la capa limítrofe).Con mas frecuencia la etapa que limita el proceso es la zona de difusión interior, pero se debe tener en cuenta que, además del hierro y el gas disuelto, en el metal siempre hay una cantidad menor o mayor de impurezas. Cuando el “tercer” componente posee actividad superficial ejercerá una influencia considerable sobre la intensidad del transito de gas através del limite gas – metal
Por lo común se llama disoluciones de los gases la cantidad de los mismos pasada a la disolución en el metal a la presión parcial normal. La dependencia entre disoluciones de gas S y la temperatura se determina por la ecuación siguiente:
d ln S / dT = ΔHS / 2RT2 o bien S=CeΔHS/2RT
donde ΔHS es la variación de la entalpia durante la disolución y formacióndel gas dado; R , es la constante universal de los gases ; T,la temperatura absoluta; C, la constante de integración .En forma logarítmica la ecuación tiene el aspecto
ln S = ln C + ΔHS / 2RT = C´ + ΔHS / 2RT
en las coordenadas rectangulares la dependencia entre ln S y 1/T por regla general se representa con una línea recta. Esta recta puede tener diversas direcciones .Para un caso generalΔHS depende simultáneamente de los diversos valores de la variación de la entalpia durante la disolución de dicho gas cerca de la superficie del metal ΔHdis , durante la disolución de ΔHd y como resultado de la interacción que puede tener lugar entre el gas que se disuelve y las impurezas disueltas en hierro ΔHint , es decir ,
figura 1
ΔHS = ΔHdis + ΔHd + ΔHint
En dependencia delvalor de la variación sumaria (resultante) de la entalpia ΔHS la disolubilidad de los gases aumenta o disminuye con la subida de la temperatura del metal
Para la disolución de hidrogeno y nitrógeno en hierro puro esta establecida la relación precisa entre la presión parcial p y de estos gases en la atmosfera sobre la masa fundía y la disolubilidad del gas en el metal
S = K[pic]
Estarelación se llama ley de la raíz cuadrada (o ley de Siverts, por le nombre del científico que la ha stablecido) .Esta relación indica que durante la disolución las moléculas diatónicas se descomponen en átomos, por ejemplo, H2 → 2 [H], a la constante de equilibrio en este caso
Formula 1
Es necesario tener presente que la ley de la raíz cuadrada no es valida su durante la disolución de...
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