них газів входять вуглець і сірка, необхідно враховувати взаємодію рідких металів з цими елементами. Їх зазвичай називають газотвірними.
Взаємодія рідких металів з парами води. Як показують термодинамічні розрахунки, майже всі метали при тих температурах, коли вони знаходяться в рідкому стані при плавці, взаємодіють з парами води. Освобождающийся водень буде йти в атмосферу. Рідкі алюміній будуть також покриватися шаром нерозчинного в металі оксиду, але виділяється водень буде розчинятися в розплаві. Таким чином, плавка цих металів в атмосфері, що містить водяні пари, буде викликати не тільки забруднення розплаву неметалевими включеннями оксидного характеру, але і приводити до насичення його розчиненим воднем. Для цих двох металів внаслідок їх великого спорідненості до кисню реакція з водяними парами практично без остачі зрушена в бік утворення оксиду металу і водню.
Тому при плавці в атмосфері, що містить водяні пари, вони будуть забруднюватися і киснем і воднем.
.4 Взаємодія з воднем
Водень є єдиним газом, який помітно розчиняється в алюмінії і його сплавах. Його розчинність змінюється пропорційно величині температури і кореню квадратному з тиску. Як показано на малюнку, розчинність водню в рідкому алюмінії значно вище, ніж у твердому: 0,65 і 0,034 мл/100 г, відповідно. Ці величини незначно змінюються залежно від хімічного складу сплавів. При охолодженні і затвердінні розплавленого алюмінію з вмістом водню значно вище, ніж його розчинність в твердому стані, він (водень) може виділитися в молекулярній формі, що призведе до утворення первинних або вторинних пір.
<# «center»> Воднева пористість алюмінію
Освіта бульбашок водню в алюмінії сильно залежить від швидкості охолодження і затвердіння, а також від наявності центрів зародження для виділення водню, таких як захоплені всередину розплаву оксиди. Тому для утворення пористості потрібно значне перевищення вмісту розчиненого водню в порівнянні з розчинністю водню в твердому алюмінії. За відсутності центрів зародження для виділення водню потрібно відносно висока його концентрація - близько 0,30 мл/100 р. У багатьох промислових сплавах пористість не виявляється і при такому досить високому вмісті водню, як 0,15 мл/100 р.
Водень в алюмінієвих виливках
Розташування водню в затверділому алюмінії залежить від рівня його вмісту в рідкому алюмінії і умов, при яких відбувалося затвердіння. Оскільки наявність водневої пористості є результатом механізмів зародження і зростання, які контролюються дифузією, то зниження концентрації водню і збільшення швидкості затвердіння діють подавляюще на зародження і зростання пір. З цієї причини виливки, виконані в методом лиття в рознімний кокіль, більш схильні дефектів, пов'язаних з воднем, ніж виливки, які виготовляли, наприклад методам лиття під тиском.
Джерела водню в алюмінії
Водень потрапляє в алюміній з багатьох джерел, включаючи атмосферу печі, шихтові матеріали, флюси, плавильні інструменти та реакції між розплавленим алюмінієм і ливарної формою.
Атмосфера печі. Якщо плавильна піч працює на природному газі або, скажімо, на мазуті, то можливо неповне згоряння палива з...
