2.2 Взаимодействие с азотом

Азот от кислорода отличается меньшей химической активностью, а от водорода - значительно большими размерами атомов. При обычных температурах азот почти не растворяется в металлах, так как степень диссоциации его молекул на атомы очень мала.

В реальных условиях плавки азот не образует ни растворов и ни нитридов с медью, серебром, золотом, оловом, цинком, кадмием, свинцом, сурьмой и висмутом. В алюминии азот тоже не растворяется, но при температуре около 900 ^оС образует с ним устойчивое химическое соединение - нитрид алюминия (AlN), который может находиться в расплаве в виде твердых включений. При температурах менее 750 ^оС азот для алюминия считается нейтральным газом и часто применяется как дегазатор расплавов.

Магний при температуре плавления образует с азотом нитрид магния (Mg₃N₂), который при комнатной температуре разлагается водой с образованием аммиака. В связи с этим присутствие в металле нитрида магния снижает коррозионную стойкость магния и его сплавов.

При плавлении в атмосфере азота меди, серебра, золота, цинка, кадмия, магния, алюминия, олова, свинца, висмута, сурьмы и их сплавов качество литых изделий не ухудшается.

Щелочные и щелочноземельные металлы активно поглощают азот, образуя сначала насыщенный раствор, а затем термически стойкие нитриды. Следовательно, при их плавлении азот в атмосфере не допустим.

Тугоплавкие металлы четвертой, пятой и шестой групп периодической таблицы Д.И. Менделеева (титан, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал, хром, молибден и вольфрам) и их сплавы в большом количестве растворяют азот и образуют нитриды. Насыщение этих металлов азотом вызывает резкое повышение хрупкости. Таким образом, азот для этих тугоплавких металлов является вредным газом и недопустим в атмосфере печи.

Чистый азот широко применяют при дегазации алюминиевых сплавов, его вводят в виде мелких пузырьков по всему объему расплава. На практике расплавы сплавов с содержанием более 1,5 % Mg азотом не обрабатывают из-за образования нитрида магния, который резко снижает технологические свойства сплавов.