An universal formula for the calculation of nitrogen solubility in liquid nitrogen-alloyed steels

Una fórmula universal para el cálculo de la solubilidad del nitrógeno en aceros aleados con nitrógeno líquido

Los resultados de los estudios experimentales propios de los autores sobre el sistema Fe - N, su estado estándar, las aleaciones binarias de hierro con cromo, molibdeno, manganeso, níquel, vanadio, silicio y carbono, así como las aleaciones ternarias con cromo, han permitido elaborar todo el complejo necesario de parámetros de interacción del nitrógeno en las aleaciones de hierro líquido, incluidos los parámetros de autointeracción de los elementos nitrógeno-nitrógeno y nitrógeno-aleación.

INTRODUCCIÓN

En la producción de microaceros al nitrógeno y aceros al nitrógeno, de los tres factores termodinámicos, es decir, la composición química, la temperatura y la presión, sólo se utilizan los dos primeros. Centrar la atención en el tercer factor, que está asociado a la construcción de equipos especializados para operar a elevadas y altas presiones, ha creado las condiciones para ampliar el alcance del "viejo" concepto de mejora del acero con nitrógeno. Sin embargo, lo más importante es la posibilidad de producir aceros totalmente nuevos con una combinación única de propiedades mediante el proceso de fabricación de acero a presión. Estos nuevos aceros con contenidos de nitrógeno más elevados -en comparación con P_N2 = 0,1 MPa- se han denominado aceros de alto contenido en nitrógeno, y en la nomenclatura internacional se denotan con el símbolo HNS (aceros de alto contenido en nitrógeno) [1]. La aplicación del nitrógeno como elemento de aleación se conoce en metalurgia desde hace mucho tiempo; sin embargo, esta aplicación se generalizó a principios de los años 80 del siglo pasado. Desde 1988, los aceros con alto contenido en nitrógeno han sido objeto de una docena de conferencias científicas internacionales y nacionales. Las publicaciones muestran que el número de calidades de acero registradas alcanza ya los tres dígitos.

Los estudios de los últimos años han demostrado que, a altos contenidos de nitrógeno, su disolución en aleaciones de hierro líquido no debe considerarse siguiendo la ley de Sieverts, que se suponía anteriormente; es necesario tener en cuenta la autointeracción nitrógeno-nitrógeno que se produce en ella. Este hecho exigió la introducción de nuevos parámetros de autointeracción para describir la actividad del nitrógeno en el metal.

El objetivo principal del presente trabajo es presentar el modelo termodinámico propio de los autores y comparar los resultados del cálculo de la solubilidad del nitrógeno en aceros líquidos de diferentes tipos utilizando el modelo en cuestión, con los resultados de cálculo obtenidos utilizando datos comunicados por otros autores.