Растворимость газов в жидких металлах

Растворимость газов в металлах зависит от их природы, давления и температуры. Изменение растворимости газов в жидких металлах под действием давления определяется законом Генри, который можно рассматривать как частный случай закона Нернста. По Генри, отношение концентрации вещества в газовой фазе Сг к концентрации его в жидкости См [c.174]

Растворимость газов в жидких металлах [c.43]

Газовые пузыри (раковины) — пустоты внутри слитка под его коркой (иногда на поверхности). Образуются они вследствие растворимости газов в жидком металле и последующего выделения при остывании. [c.94]

В первом случае наиболее действительным средством была бы отливка металла в вакууме при наиболее низкой температуре, так как растворимость газов в жидком металле тем меньше, чем меньше давление и температура , и газы должны выделяться из металла в вакуум наиболее полно. В практике иногда применяют эту меру, однако отливка в вакууме представляет технические трудности и потому прибегают обычно к другим, менее действенным мерам для уменьшения количества растворенных газов в жидком металле предохранению от непосредственного соприкосновения с газами под покровом шлаков (которые, однако, только замедляют, но не пресекают насыщение металла газами), наблюдению за чистотой загружаемых при плавке материалов, продолжительному выдерживанию, встряхиванию отлитого жидкого металла, применению различных способов отливки и т. п. [c.176]

Сварка чугуна сопровождается выделением газов из сварочной ванны, что приводит к образованию пор в наплавленном металле. Водород, азот, водяной пар и оксид углерода могут поступать в ванну из окружающего атмосферного воздуха, присадочных материалов или образуются в результате реакций в жидком металле, например при выгорании углерода. Важнейшими причинами возникновения пор являются повышенная растворимость газов в жидком металле и ее резкое падение при остывании металла, в особенности при его кристаллизации. [c.90]

Перегревы жидкого металла перед закипанием. Существуют по крайней мере четыре основные причины, по которым перегревы перед закипанием жидких металлов выше, чем при закипании обычных жидкостей 1) жидкие металлы обычно очень хорошо смачивают твердые металлические поверхности 2) жидкие металлы, являясь химически активными, уменьшают количество поверхностных окислов 3) растворимость инертных газов в жидких металлах возрастает с ростом температуры 4) давления при кипении жидких металлов обычно. значительно ниже критических. Это отвечает области малого наклона кривой упругости пара ( р (И мало). [c.100]

В наплавленном металле сварных швов часто наблюдаются поры. Образование пор вызвано наличием газов, растворенных в жидкой сварочной ванне. При затвердевании металла растворимость газов снижается. Газы, не успевшие выйти наружу, образуют в металле поры. Газ в жидком металле появляется в результате ТОГО, что на свариваемых кромках или на проволоке имеется ржавчина или окалина. В жидкой ванне всегда происходит частичное восстановление окислов железа, входящих в 12 [c.12]

Более низкая растворимость водорода и азота в твердом металле по сравнению с растворимостью их в жидком металле ведет к обогащению расплава этими газами, что способствует зарождению газовых пузырьков на поверхности раздела жидкого и твердого металлов. При резком увеличении количества выделившегося газа не все пузырьки успевают всплыть на поверхность сварочной ванны, часть их остается в шве. [c.257]

Уменьшить растворение водорода в металле сварочной ванны можно ограничением доступа водорода и водяного пара в зону сварки снижением парциального давления водорода и водяного пара в атмосфере дуги за счет связывания водорода в НР и разбавления его другими газами снижением растворимости водорода в жидком металле вследствие окисления или легирования последнего уменьшением растворения водорода в металлической ванне технологическими способами (применением постоянного тока, изменениями режима сварки, применением соответствующих сварочных материалов и т. п.) удалением водорода из металлической ванны при ее кипении увеличением времени удаления водорода из металлической ванны. [c.258]

При растворении газов в жидком металле в большинстве случаев АЯ > О, поэтому с повышением температуры их растворимость возрастает. [c.189]

Если общее содержание газа в жидком металле невелико, то может оказаться, что и впереди фронта кристаллизации содержание его не достигнет предела растворимости в жидком металле при данной температуре и пузырьки газа не будут образовываться. В этом случае пор не будет [c.318]

В жидких металлах и сплавах растворимость газов с увеличением температуры повышается. При избыточном содержании газов они выделяются из расплава в виде газовых пузырей, которые могут всплыть на поверхность или остаться в отливке, образуя газовые раковины, пористость или неметаллические включения, снижающие механические свойства и герметичность отливок. При заливке расплавленного металла движущийся расплав может захватывать воздух в литниковой системе, засасывать его через газопроницаемые стенки каналов литниковой системы. Кроме того, газы могут проникать в металл из формы при испарении влаги, находящейся в формовочной смеси, при химических реакциях иа поверхности металл— форма и т. д. [c.127]

Залитый в форму металл в процессе кристаллизации сокращается в объеме, что приводит к образованию пустот — усадочных раковин. Они либо концентрируются в одном месте, либо рассеиваются по всему объему слитка (или его части). Усадочные раковины заполнены газами, растворимыми в жидком металле и выделяющимися при кристал лизации. [c.28]

Они могут выходить или не выходить на поверхность, располагаться цепочкой, отдельными группами или одиночно, могут быть микроскопическими и крупными (до 4—6 мм в поперечнике). Поры при сварке вызываются в основном водородом, азотом и окисью углерода в результате химических реакций с выделением газов различной растворимостью газов в. расплавленном и твердом металле, при этом растворившийся в жидком металле газ выделяется при затвердевании шва с образованием пор захватом пузырьков газа при кристаллизации сварочной ванны. [c.41]

Одним из характерных дефектов является также пористость, связанная преимущественно с насыщением сварного соединения водородом вследствие различной растворимости газов в твердом и жидком состояниях, перемещения водорода из основного металла в зону сварки, реакций взаимодействия с примесями. Отмеченные обстоятельства требуют очень высокой культуры производства при сварке цветных металлов и их сплавов. [c.132]

А. Г. Спасский [53], приняв, что растворимость газов в твердом и жидком металлах подчиняется едино- [c.41]

Примечания. 1, При переходе металлов из жидкого состояния в твёрдое растворимость газов в них резко снижается. [c.317]

При повышении давления на жидкий или полужидкий металл растворимость газов в нем повышается. [c.253]

В качестве примесей в жидких металлах выступают и растворенные инертные газы. Растворимости аргона (в атомных %) в интервале температур 603—823° К [21] и азота в интервале температур 723—873 К [22] соответственно равны [c.130]

Взаимодействие жидкого металла с конструкционным материалом отлично от процессов коррозии в воде и других неметаллических жидкостях и газах своим механизмом — сложным комплексом таких явлений, как растворимость материала и его компонентов в жидком металле, перенос массы, межкристаллитная коррозия, охрупчивание, адсорбционное понижение прочности, эрозионное разрушение и др. Рассмотрению воздействия жидких металлов на конструкционные материалы посвящен ряд работ [69 и др.]. Здесь дается лишь краткая характеристика этих специфических явлений. [c.47]

Пористость наплавленного ме т а л л а. Газовые поры образуются в наплавленном металле вследствие выделения газов, растворенных в жидком металле. При охлаждении растворимость газов в металле уменьшается и часть газов стремится в атмосферу. Встречая сопротивление кристаллизующегося металла, газы не могут полностью выйти из металла и остаются в нем, образуя внутренние [c.358]

Высокая растворимость газов в расплавленном состоянии способствует образованию пор при кристаллизации. Основной причиной появления пор в алюминиевых швах является наличие водорода (рис. 12.1, б). Водород, растворенный в жидком металле, при затвердевании должен выделиться из него в количестве 90. .. 95 % своего объема, но этому препятствуют плотная окисная пленка и низкий коэффициент диффузии водорода в алюминии. Поры преимущественно располагаются внутри шва вблизи границы сплавления и у поверхности шва. Борьба с газовой по- [c.438]

Одним из наиболее распространенных пороков, встречающихся в сварных швах, являются газовые поры. Газовая пористость возникает в результате наличия в жидком металле избыточного количества газов, которые с понижением температуры металла выделяются из него вследствие уменьшения их растворимости. Эти газы, коагулируя, приводят к образованию пузырьков, которые, не успевая всплыть на поверхность, образуют поры в закристаллизовавшемся металле и на разделе твердой и жидкой фаз. [c.84]

Газовые пузыри в слитке возникают вследствие того, что расплавленный металл способен растворять водород, азот, кислород и другие газы. При затвердевании металла растворимость газов в нем резко уменьшается, что приводит к образованию в слитке газовых пузырьков. Водород и окись углерода могут быть в жидкой стали в результате химических реакций, протекающих при недостаточном раскислении. [c.48]

Растворимость газов в жидких металлах, как правило, растёт с температурой. В твёрдых металлах растворимость газов ниже, чем в жидких. На примере водорода это можно объяснить тем, что газы при растворении в Tjepflbix металлах диссоциируют, увеличивая [c.174]

Абсорбция газов сплавами меньше, чем составляющими сплав чистыми металлами, если только она не сопровождается образованием химических соединений. Растворимость газов в жидких металлах увеличивается с повышением температуры. При фазовых превращениях происходит резкое изменение концентрации растворенного газа. В момент отвердевания металла, насыщенного газом в жидком состоянии, происходит выделение газа из металла, если только он не образует с металлом прочных соединений (N320, LiзN и т. д.). При кипении растворенное вещество распределяется между жидкой и газообразной фазами, причем если образуются химические соединения, то концентрация газа в жидком металле уменьшается до равновесной с химическим соединением при данной температуре. [c.11]

Согласно закону Генри, растворимость газов в жидком металле должна быть пролорциональна равновесному парциальному давлению. Это верно для инертных газов с одноатомными молекулами. Если концентрацию вещества в газовой фазе (в виде двухатомных молекул) обозначить через [Гг], а растворенного в жидком металле (натрии, калии, свинце и др.) —через [Г ], то [c.43]

Особенностью никеля и никелевых сплавов является их повышенная склонность взаимодействовать с газами печной атмосферы. Растворимость газов в жидком никеле при температуре 1600 °С составляет кислорода до 0,5 % и водорода до 43 mVIOO г металла. Основная причина газовой пористости при кристаллизации отливок — выделение водорода [c.306]

В процессе кристаллизации металла из него выделяются газы, так как степень растворимости их в жидком металле значительно выше, чем в твердом. Однако большая часть газсв остается в слитке, размещаясь в усадочной раковине, газовых пузырях и пустотах, а также в растворенном состоянии. [c.36]

Газами в металлах и сплавах принято называть такие содержащиеся в них элементы или химические соединения, которые в свободном состоянии и нормальных условиях являются газообразными. В значительном числе случаев они или представляются твердыми неметаллическими фазами, или входят в состав металлических фаз, или образуют растворы и газовые раковины (поры, пузыри ). Из простых газов в чугуне чаще всего встречаются М, Н, О, из сложных — различные их соединения СО, СОз, СтНд и т. д. В зависимости от формы состояния в чугуне газы могут быть причиной образования газовых раковин, газовой пористости и эндогенных твердых неметаллических включений. В зависимости от формы состояния, концентрации и состава газов влияние их может быть положительным или отрицательным [16]. При образовании твердых растворов влияние газов на свойства металла связано с размерами их атомов. Радиусы атомов Н, О, N соответственно равны 0,46 0,68 и 0,71 А. Наименьший радиус атома Н обусловливает его чрезвычайно высокую диффузионную подвижность. Растворимость газов в жидком чугуне, как правило, выше, чем в твердом, и с повышением температуры увеличивается но общее их содержание, с учетом газов, связанных в виде соединений и не находящихся в растворе, при повышении температуры может уменьшаться. [c.22]

Растворимость газа в жидком сплаве возрастает с увеличением парциального давления газа над зеркалом сплавд, С по " температуры растворимость газа, не образующего с металлом химических соединений, увеличивается. Если газ образует с метал- [c.205]

Жидкий металл имеет больший объем, чем закристаллизовавшийся, поэтому залитый в форму металл в процессе кристаллизации сокращается в объеме, что приводит к образованию пустот, называемых усадочными раковинами усадочные раковины iMoryT быть либо сконцентрированы в одном месте, либо рассеяны по всему объему слитка или по его части. Они (могут быть заполнены газами, растворимыми в жидком металле, но выделяющимися при кристаллизации. В хорошо раскисленной так называемой спокойной стали, отлитой в изложницу с утепленной Надставкой, усадочная раковина образуется в верхней части слитка, и в объеме всего слитка содержится малое количество газовых пузырей и раковин (рис. 35,а). Недостаточно раскисленная, так называемая кипяш,ая сталь, содержит раковины и пузыри во всем объеме (рис. 35,6). [c.53]

Растворимость газов в металлах. Жидкие и твердые металлы, а также системы, образованные в результате металлической связи, могут растворять в себе газы только в атомарном состоянии, причем те, которые имеют в атомах непарные электроны (Н N), но не образующие ионных связей с металлами, как это характерно для активных окислителей (F, С1). В малоактивных металлах кислород может растворяться без образования оксидов (Au Ag). Ине ртные газы, атомы которых не имеют неспаренных электронов, в металлах растворяться не могут. Кислород растворяется в металлах в виде своих соединений, обладающих металлообразным характером (субоксиды -металлов, низшие оксиды d-металлов, обладающие металлической проводимостью). [c.287]

Когда образуется химическое соединение типа МехГу, например LiaN, растворимое при определенной температуре в жидком металле, то оно частично диссоциирует на металл и атомарный Газ по реакции МехГ,, = л Ме + Г, причем для каждой температуры устанавливается равновесие между растворенным [c.43]

Из уравнения следует, что предельная растворимость газа в сплаве при давлении 1500—3000 кГ1см , которое применяется при штамповке из жидкого металла, в 40—55 раз превосходит предельную растворимость при атмосферном давлении. [c.253]

К наиболее типичным дефектам паяных соединений относятся поры, раковины, шлаковые и флюсовые включения, непропаи, трещины. Эти дефекты классифицируют на две группы связаияые с заполнением расплавом припоя зазора между соединенными пайкой деталями и возникающие в процессе охлаждения изделия с температуры пайки. Дефекты первой группы связаны главным образом с особенностями заполнения капиллярных зазоров в процессе пайки. Дефекты второй группы обусловлены уменьшением растворимости газов в металлах при переходе их из жидкого состояния в твердое и усадочными явлениями. К ним также относится пористость кристаллизационного и диффузионного происхождения. Кроме пор к дефектам [c.355]

С и продолжительности перемешивания, равной 3 мин (рис. 44). Увеличение интенснвностк перемешивания жидкого чугуна сначала приводит к уменьшению содержания азота и кислорода. Однако начиная с некоторой величины интенсивности перемешивания (в наших экспериментах П = 8- -10%) дальнейшее усиление перемешивания вызывает быстрое увеличение концентрации газов в жидком чугуне. Поскольку перемешивание сопровождается обычно нагревом, то, очевидно, надо учитывать оба фактора. Вынужденная конвекция жидкого металла, осуществляемая при интенсивности перемешивания ниже критической величины, соответствующей минимуму концентрации газов, способствует его дегазации. Скорость нагрева металла при этом невелика, медленное возрастание температуры не оказывает существенного влияния на концентрацию газов. При высокой интенсивности перемешивания температура металла быстро поднимается, растворимость газов повышается. [c.101]

Если рост объема и развитие пористости связаны с уровнем напряжений, создающихся в фазах до плавления, то какова же роль жидкой фазы Ясно, что ее нельзя свести к облегчению релаксации напряжений. Жидкие прослойки между зернами создаются и при малых количествах введенной примеси. Вместе с тем повышение содержания меди и кремния способствует росту объема при термоциклировании. Можно предположить, что эффект количества примеси связан со степенью оплавления по достижении образцами верхней температуры цикла. Однако само по себе это аредположение ничего не дает. В самом деле, если при нагреве выше эвтектических температур образование жидкой фазы происходит в связи с присутствующими в образцах усадочными несплошностями, возникающими при предыдущей кристаллизации или термоциклах, объем образцов не изменится. Даже ускоренные нагревы, вследствие которых плавление возможно и вне связи с усадочными несплошностями, не интенсифицируют рост. При медленных же нагревах жидкая фаза, по-видимому, должна появляться в участках, затвердевших последними при предыдущем цикле, т. е. вблизи усадочных рыхлот. Возможно, что рыхлоты заполнены газами и препятствуют расширению жидкости в порах. Однако растворимость газов в жидкости велика и привлечение их для объяснения роста вряд ли оправдано. Таким образом, необходимо допущение о плавлении металла без связи с усадочными порами. В этом случае может реализоваться различие удельных объемов фаз до и после оплавления, определяющее предел остаточного увеличения объема за один цикл. Заимствованные из работы [691 справочные данные об объемном эффекте плавления металлов приведены в табл. 8. [c.122]

Таким образом, повышение растворимости газов при перегреве расплава обусловливает возникновение ряда дефектов в слитке. Растворимость кислорода, азота и водорода зависит от состава и, по-видимому, от структуры ближнего порядка жидкой стали. По вопросу о механизме растворимости газов в металлах предложено много различных гипотез. Растворимость газов связывают с электронной концентрацией в сплавах, со скоростью диффузии и степенью взаимодействия атомов газа и металла и с другими факторами. В работе [147] рассматриваются существующие теории растворимости газов в металлах. При повышении температуры, как правило, не только увеличивается растворимость газов в стали, но и усиливается взаимодействие газов с примесями (S, Р, Мп, Si и др.), а также с Fe и легирующими элементами, что способствует образованию круп-н >щ неметаллических включендй в сдитке. [c.183]

Возникновение первой группы дефектов определяется особенностями движения расплава припоя в капиллярном зазоре (поры, непропаи). Другая группа дефектов появляется вследствие уменьшения растворимости газов в металлах при переходе из жидкого состояния в твердое (газоусадочная пористость). Сюда также относится пористость кристаллизационного и диффузионного происхождения. Кроме пор, к дефектам сплошности можно также отнести трещины, которые могут возникать в металле шва, в зоне спаев или в основном металле. [c.207]

Ароматный азот в момент своего выделения может растворяться в жидком металле [77]. При исследовании газовых смесей азота с различными газами (Аг, Ог, СО, СОг, Нг) также установлено, что введение кислорода или кислородосодержащих газов (СО, СОа) при постоянной концентрации азота в атмосфере дуги приводит к увеличению содержания N2 в наплавленном металле [64]. Это явление исследователями объясняется по-раз-ному образованием N0, активацией N2 в дуговом разряде в присутствии Ог, увеличением растворимости азота в железе при сварочных температурах в присутствии РеО, хорошей растворимостью окиси азота в жидкой ванне металла, возрастанием электрического поглощения в катодном (анодном) пятне. В работе [50] указывается, что поглощение азота жидким металлом происходит в молекулярном состоянии. Исследовалось поглощение азота из плазмы расплавляемым карбональным железом. При расчете парциального давления учитывался кинетический напор плазменной струи. [c.111]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...