تاثیر نیتروژن بر مشخصات فولاد

<p>فولاد آلیاژی از آهن و کربن است و در کنار آن عناصر فلزی و نافلز هم می توانند به صورت برنامه ریزی شده یا ناخواسته در ساختار آن وجود داشته باشند. وجود هر کدام از این عناصر حتی با مقادیر کم در خواص فیزیکی و شیمیایی تاثیر بسیاری دارد که می توان آن را به صورت جداگانه مورد بررسی قرار داد.</p> <p>یکی از عناصر مهم و ساختار فولاد نیتروژن است که در این مقاله به بررسی اثر آن بر فولاد خواهیم پرداخت. اما پیش از ادامه بحث مختصری در مورد نیتروژن توضیح خواهیم داد.</p> <p><strong>آنچه در این مقاله مطالعه خواهید کرد:</strong></p> <ul> <li><a title="نیتروژن چیست؟" href="#nitrogen">نیتروژن چیست؟</a></li> <li><a title="کاربردهای نیتروژن" href="#application">کاربردهای نیتروژن</a></li> <li><a title="اثر نیتروژن بر فولاد" href="#effect">اثر نیتروژن بر فولاد</a></li> <li><a title="راه های افزایش نیتروژن در فولاد" href="#ways">راه های افزایش نیتروژن در فولاد</a></li> <li><span id="nitrogen"></span><a href="#insteel">راه های کاهش نیتروژن در فولاد</a></li> <li><a title="منابع نیتروژن برای فولاد" href="#source">منابع نیتروژن برای فولاد</a></li> </ul> <h2>نیتروژن چیست؟</h2> <p>نیتروژن یا ازت گازی بی رنگ، بی بو و بدون طعم است که بیش از ۷۸ درصد جو کره زمین را تشکیل میدهد. این عنصر گازی دارای عدد اتمی ۷ است و با نماد N نشان داده می شود. از مهمترین مشخصات گاز نیتروژن می توان به موارد زیر اشاره کرد:</p> <ul> <li>نیتروژن غیر قابل اشتعال است.</li> <li>بدون رنگ و بدون بو می باشد.</li> <li>چگالی آن از هوا کمتر است.</li> <li>به مقدار کم در آب حل می شود.</li> <li><span id="application"></span>در شرایط استاندارد تقریبا بی اثر است.</li> <li>در غلظت های بالا می تواند باعث ایجاد خفگی شود.</li> </ul> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="نیتروژن مایع" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1652945744514-liquid-nitrogen-gas.jpg" alt="نیتروژن خالص یک گاز بی اثر و بی رنگ می باشد. و از گروه غیر فلزات است." /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۲ -&nbsp; نیتروژن مایع</p> <h2>کاربردهای نیتروژن</h2> <p>نیتروژن در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد و در واقع گازی صنعتی به شمار می آید. به دلیل بی اثر بودن می تواند به عنوان پوشش محافظ برای جامدات و مایعات قابل اشتعال یا انفجاری استفاده شود. نیتروژن از تماس این مواد با اکسیژن هوا و همینطور رطوبت جو جلوگیری می کند.</p> <p>به برخی دیگر از کاربردهای نیتروژن در ادامه اشاره می شود.</p> <ul> <li>در صنعت مواد غذایی برای جلوگیری از کپک زدن محصولات</li> <li>خودروسازی برای بادکردن لاستیک</li> <li>صنعت برق برای محافظت از روکش کابل ها و محافظ موتورها در برابر اکسیداسیون</li> <li><span id="effect"></span>برای اطفای حریق در کپسول های آتش نشانی</li> <li>در پزشکی برای انجماد سریع</li> </ul> <h2>اثر نیتروژن بر فولاد</h2> <p>از جمله مواردی که نیتروژن کاربرد دارد صنعت فولاد است. نیتروژن بر خواص فولاد تاثیر گذار است هر چند این تاثیر می تواند مفید یا مضر باشد. اثر نیتروژن در فولاد تحت تاثیر عناصر آلیاژی دیگر و همچنین شکل و مقدار نیتروژن قرار دارد.</p> <p>در اکثر فولادها لازم است تا مقدار نیتروژن در حداقل مجاز نگه داشته شود چرا که وجود نیتروژن باعث برخی ناسازگاری های مکانیکی در طول فرایند نورد گرم می شود. به عنوان نمونه تردی را افزایش میدهد و با باعث ایجاد ضعف در شکل پذیری فولاد می شود.</p> <p>نیتروژن بر روی استحکام کششی ورق می توان اثرات مخربی داشته باشد. ورق هایی که نیتروژن بالایی دارند در طول نورد با مشکل روبرو می شوند به همین دلیل در شارژ کوره از درصد بالاتری آهن اسفنجی به منظور جذب کمتر نیتروژن استفاده می شود.</p> <p><span id="ways"></span>زمانی که از آهن اسفنجی با نسبت بیشتر در کوره استفاده می شود دفع نیتروژن بیشتر می شود و در مذاب حاصل شده مقدار نیتروژن کمتری وجود خواهد داشت.</p> <p>همانطور که می&zwnj;دانید <a title="آهن اسفنجی" href="https://www.modiranahan.com/article/444/%D8%A2%D9%87%D9%86-%D8%A7%D8%B3%D9%81%D9%86%D8%AC%DB%8C-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%A2%D9%86%D8%A7%D9%84%DB%8C%D8%B2-%D8%A2%D9%87%D9%86-%D8%A7%D8%B3%D9%81%D9%86%D8%AC%DB%8C" target="_blank" rel="nofollow">آهن اسفنجی</a> در تماس با اکسیژن قابل اشتعال است و برای نگهداری آن در مخازن از گاز نیتروژن استفاده می شود اما این گاز نیتروژن تاثیری بر میزان نیتروژن موجود در آهن اسفنجی ندارد.</p> <blockquote> <p>بیشتر مطالعه کنید: <a title="تاثیر عوامل مختلف بر فولاد" href="https://www.modiranahan.com/article/2562/%D8%A7%D8%AB%D8%B1-%D8%B9%D9%86%D8%A7%D8%B5%D8%B1-%D9%85%D8%AE%D8%AA%D9%84%D9%81-%D8%AF%D8%B1-%D9%81%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AF" target="_blank" rel="nofollow">تاثیر عوامل مختلف بر فولاد</a></p> </blockquote> <h2>راه های افزایش نیتروژن در فولاد</h2> <p><span id="insteel"></span>برای افزایش نیتروژن مذاب فولاد می توان از مواد نیتروژن دار مانند فروکروم، فرو منگنز و یا فرووانادیم نیتروژن دار استفاده کرد.</p> <h2>راه های کاهش نیتروژن در فولاد</h2> <p>استفاده بیشتر از کربن در مذاب فولاد باعث پفکی شدن سرباره و حفاظت بیشتر از مذاب در برابر اتمسفر می شود. به این ترتیب از ترکیب نیتروژن اتمسفر با مذاب جلوگیری می شود.</p> <p><span id="source"></span>هنگام خروج مذاب از کوره باید تا حد ممکن از تماس آن با اتمسفر جلوگیری کرد. به این ترتیب جذب نیتروژن اتمسفر کمتر اتفاق می افتد.</p> <p>در کوره تصفیه پاتیلی باید مقدار گاز آرگن به گونه ای تنظیم شود که شکست سرباره به حداقل ممکن برسد.</p> <h2>منابع نیتروژن برای فولاد</h2> <p>منابع نیتروژن در فولادسازی عبارتند از:</p> <ul> <li>آهن قراضه</li> <li>کک و فروآلیاژها</li> <li>فلز داغ (Hot Metal)</li> <li>گاز نیتروژن به عنوان گاز همزن</li> </ul>