Introductio
Cum apparatum chemicum et petroleum fabricantur, ut pretiosum nickelum servetur, chalybs saepe cum nickel et mixturis metallicis conglutinatur.
Problemata principalia soldadurae
In sutura, partes principales in sutura sunt ferrum et nickel, quae infinitam solubilitatem mutuam habent nec composita intermetallica formant. In genere, contentum nickel in sutura relative magnum est, ita in zona fusionis iuncturae suturae, nullum stratum diffusionis formatur. Problema principale cum sutura est proclivitas ad producendum porositatem et fissuras calidas in sutura.
1. Porositas
Chalybs et nickel eiusque mixturae, cum conglutinantur, factores praecipui qui formationem porositatis in conglutinatione afficiunt sunt oxygenium, nickel et alia elementa mixturae.
① Effectus oxygenii. Per soldaduram, metallum liquidum plus oxygenii dissolvere potest, et sub altis temperaturis oxygenium et oxidatione niccoli, NiO formatur. NiO cum hydrogenio et carbone in metallo liquido reagere potest, vaporem aquae et monoxidum carbonii in piscina liquefacta solidificans generans, ut serius effugiat, residuum in sutura porositatem formans. In sutura niccoli puri et Q235-A arcu submerso ferri et niccoli, in casu nitrogenii et hydrogenii contenti non multum mutantur; quo maior oxygenii contentus in sutura, eo maior numerus pororum in sutura.
② Effectus niccoli. In sutura ferri-niccoli, solubilitas oxygenii in ferro et niccolo differt; solubilitas oxygenii in niccolo liquido maior est quam in ferro liquido, dum solubilitas oxygenii in niccolo solido minor est quam in ferro solido. Ergo solubilitas oxygenii in crystallizatione niccoli subita mutatione clarior est quam in crystallizatione ferri subita mutatione. Ergo, proclivitas porositatis in sutura cum niccolo 15%~30% est parva est, et cum contentum niccoli magnum est, proclivitas porositatis ulterius augetur ad 60%~90%, et quantitas chalybis dissoluti certe decrescet, ita proclivitas porositatis formandae maior fit.
③ Influentia aliorum elementorum mixturae. Cum sutura ferri-niccoli manganesum, chromium, molybdenum, aluminium, titanium, aliaque elementa mixturae continet, vel secundum mixturam, porositatem suturae augere potest. Hoc fit quia manganesum, titanium, aluminium, et cetera munere deoxygenationis funguntur, dum chromium et molybdenum solubilitatem suturae in metallo solido augent. Itaque niccoli et chalybis inoxidabilis 1Cr18Ni9Ti porositatem meliorem habent quam niccoli et chalybis Q235-A. Aluminium et titanium etiam nitrogenium in compositis stabilibus figere possunt, quod etiam porositatem suturae augere potest.
2. Fissurae thermalis
In chalybe, niccolo, eiusque mixturis, causa praecipua fissurarum thermalium est quod, propter magnam suturam niccoli cum ordinatione dendritica, in marginibus granorum crassorum, numerus cocrystallorum cum puncto liquefactionis humilis concentratur, ita nexum inter grana debilitat, resistentiam fissurarum metalli sudurae minuens. Praeterea, contentum niccoli in metallo sudurae nimis altum est ut fissuras thermales producat, quod magnum impulsum habet in sutura ferri-niccoli, sed oxygenium, sulfur, phosphorus, aliaeque impuritates ad fissuras thermales etiam magnum impulsum habent in sutura.
Cum fluxus sine oxygenio adhibetur, propter qualitatem oxygenii, sulphuris, phosphori aliarumque impuritatum noxiarum in sutura imminutam, praesertim propter oxygenii quantitatem imminutam, fissurae magnitudinem magnopere minuitur. Quia in piscina liquefacta crystallizatur, oxygenium et nickel eutecticum Ni + NiO formare possunt, temperatura eutectica 1438°C adhibita, et oxygenium etiam effectus noxios sulphuris augere potest. Itaque cum oxygenii copia in sutura magna est, proclivitas fissurarum thermalium maior est.
Mn, Cr, Mo, Ti, Nb, aliaque elementa mixturae resistentiam fracturae metalli conglutinati augere possunt. Mn, Cr, Mo, Ti, Nb sunt agentes metamorphici, ordinationem conglutinationis refinare et directionem crystallizationis perturbare possunt. Al et Ti etiam sunt potentes agentes deoxidans, quantitatem oxygenii in conglutinatione reducere possunt. Mn cum S et MnS composita refractaria formare potest, quae effectus noxios sulphuris minuunt.
Proprietates mechanicae iuncturarum conglutinatarum
Proprietates mechanicae iuncturarum ferri-niccoli ad materiam metalli implendi et ad parametros ferrurae pertinent. Cum niccolum purum et chalybem carbonis humilis ferrantur, cum aequivalens Ni in sutura minus quam 30% est, sub rapida refrigeratione suturae, structura martensitica in sutura apparebit, quae plasticitatem et tenacitatem iuncturae vehementer minuere faciet. Ergo, ut melior plasticitas et tenacitas iuncturae obtineatur, aequivalens Ni in sutura ferri-niccoli maius quam 30% esse debet.
Tempus publicationis: Mar-X-MMXXV