Ammoniak wird im Glühverfahren vor allem deshalb verwendet, weil es in eine stickstoff- und wasserstoffreiche Atmosphäre dissoziiert, was für die Kontrolle der Umgebung während der Wärmebehandlung von Vorteil ist. Durch diese Dissoziation entsteht eine Schutzatmosphäre, die Oxidation und Entkohlung verhindert, die der Qualität und den Eigenschaften des behandelten Metalls abträglich sind.
Zusammenfassung der Antwort:
Ammoniak wird beim Glühen verwendet, weil es in Stickstoff und Wasserstoff dissoziiert und so eine Atmosphäre schafft, die das Metall vor Oxidation und Entkohlung schützt und so die Eigenschaften des Metalls während der Wärmebehandlung optimiert.
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Ausführliche Erläuterung:
- Schutz vor Oxidation und Entkohlung:
- Während des Glühens werden Metalle auf hohe Temperaturen erhitzt, die zu Oxidation und Entkohlung führen können, wenn sie der Luft ausgesetzt sind. Bei der Oxidation reagiert das Metall mit Sauerstoff und bildet Metalloxide, die das Material schwächen können. Bei der Entkohlung geht Kohlenstoff von der Oberfläche des Metalls verloren, wodurch sich seine Härte und andere mechanische Eigenschaften verändern können.
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Ammoniak spaltet sich beim Erhitzen in Stickstoff und Wasserstoff auf. Stickstoff ist ein inertes Gas, das nicht mit dem Metall reagiert und eine Schutzbarriere gegen Sauerstoff bildet. Wasserstoff hingegen kann dazu beitragen, vorhandene Oxide zu reduzieren und eine weitere Oxidation zu verhindern.
- Optimierung der Metalleigenschaften:
- Die Verwendung von dissoziiertem Ammoniak beim Glühen ermöglicht eine präzise Steuerung der Atmosphäre, die für die Erzielung bestimmter metallurgischer Eigenschaften entscheidend ist. Das Stickstoff-Wasserstoff-Gemisch kann an die verschiedenen Metalle und Legierungen angepasst werden, um sicherzustellen, dass der Glühprozess die gewünschte Härte, Duktilität und andere mechanische Eigenschaften ergibt.
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Während reine Stickstoffatmosphären effektiv sind, kann die Zugabe von Wasserstoff aus Ammoniak die Reduktion von Oxiden und die Gesamtwirksamkeit des Glühprozesses verbessern.
- Wirtschaftliche und sicherheitstechnische Erwägungen:
- In der Vergangenheit war Ammoniak eine kostengünstige Wahl für die Schaffung einer kontrollierten Atmosphäre in Glühprozessen. Angesichts steigender Kosten und zunehmender behördlicher Auflagen im Zusammenhang mit der Lagerung und Handhabung von Ammoniak setzen sich jedoch alternative Methoden wie Stickstoff-Kohlenwasserstoff- oder Stickstoff-Methanol-Gemische immer mehr durch.
Trotz dieser Herausforderungen ist der Einsatz von Ammoniak beim Glühen immer noch gerechtfertigt, wenn die Vorteile bei der Kontrolle der Atmosphäre die mit dem Einsatz verbundenen Kosten und Risiken überwiegen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Ammoniak im Glühprozess verwendet wird, weil es eine kontrollierte Atmosphäre schafft, die Metalle vor Oxidation und Entkohlung schützt und damit die Wirksamkeit der Wärmebehandlung erhöht und die Eigenschaften des Metalls optimiert. Die Verwendung von Ammoniak muss jedoch gegen wirtschaftliche und sicherheitstechnische Erwägungen abgewogen werden, was zur Erforschung alternativer Atmosphären in modernen industriellen Umgebungen führt.
