Растворимость двухатомного газа в металле пропорциональна корню квадратному из его парциального давления над металлом. Значения K_Nt и Д_Н1 для железа при 1600° соответственно равны 0,40 и 0,0027, если парциальные давления выражены в атмосферах. Растворимости азота и водорода в железе при 1600° и 10^-в атм, если пользоваться указанными константами, равны, соответственно, 0,00004 и 0,0000027%. Содержания азота и водорода, полученные практически, составляли 0,0004 и 0,00002% соответственно.

Разница между расчетными и действительными величинами объясняется тем, что столь малые количества этих газов определить невозможно. Однако, по некоторым данным, при плавке в вакууме равновесная растворимость азота не достигается. Закон Сивертса применим для железных расплавов постольку, поскольку азот находится в металле в атомапном виде. Поэтому(при К ф 7T_N.) и будет в действительности зависеть от состава металла. Значение К для определенного расплава может быть получено экспериментально или расчетным путем по методу Лангенберга [17]. Этот эмпи-. рический метод позволяет определить растворимость азота при его давлении в 1 атм в сплавах на основе железа, содержащих С, Р, Ni, Мп, Si, Сг и V. Поскольку растворимость установлена, можно определить К. Например, при плавке нержавеющей стали 304 растворимость азота при 1600° и атмосферном давлении равна 0,18% и К будет равно 0,18. Несмотря на то, что это значение, получено при давлении в 1 атм, можно пользоваться этой величиной в широком интервале давлений при условии, что азот в расплавах растворим в атомарной форме. Поэтому при парциальном давлении азота, равном 10^-в атм, растворимость при достижении павновесия будет

Содержание азота в нержавеющей стали 304, выплавленной в вакууме, равно 0,007%; это значение больше равновесного, следовательно, при плавке в вакууме равновесие не достигается.

Исследуя растворимость азота и водорода в жидком никеле при пониженных давлениях, установил, что при 1580° K_Nt и K_Hl соответственно равны 0,0008 и 0,0015. Следует заметить, что растворимость этих газов в жидком никеле при пониженных давлениях незначительна. Удаление азота и водорода в вакуумной индукционной плавке в значительной степени определяется скоростью диффузии этих газов. Поскольку скорость диффузии водорода достаточно велика, содержание водорода в плавке может быть легко уменьшено до уровня ниже, чем 0,0001%. Скорость диффузии азота значительно меньше, так как атомы азота по размерам больше атомов водорода, поэтому и удаление азота несколько ограничено. Кипение металла и индуктивное перемешивание благоприятствуют дегазации. Следует отметить, что низкое содержание азота согласуется с малыми величинами концентрации кислорода и углерода. Дегазация в основном происходит в период расплавления (см. табл.4).

Таблица 4

Откачка азота из металлов, выплавляемых в вакууме

Согласно сообщению Бунгарта и Сихровского [7], в период плавки железа при пониженном давлении удаление азота при дальнейшей откачке системы не происходит. В табл. 5 приведено среднее содержание газов в металлах и сплавах, полученных индукционной вакуумной плавкой.

Таблица 5

Среднее содержание газов в металлах н сплавах, выплавляемых в вакууме