1、金屬溶解特性熔煉四性和判定根據(jù)：a氧化性：由金屬和氧的親和力決定，金屬和氧反應(yīng)生成的金屬氧化物的自由焓變量以氧化物基準(zhǔn)生成自由焓變量g，其越小，氧化物的分解Po2和氧化反應(yīng)生成熱h越小，表示金屬和氧的親和力越大，金屬氧化傾向越大b進(jìn)氣性：由金屬和氣體的親和力決定的溶解度與金屬和氣體的性質(zhì)、氣體分壓、溫度、合金元素有關(guān)。 C=KP平方根定律，二原子氣體在金屬中的溶解度與該分壓的平方根成比例，氣體分壓一定時，C=Ke(-E2RT )溶解熱為正。 溶解度隨著溫度的增加而變大，與氣體的親和性高有力的合金元素會增加氣體溶解度。 各種因素； c=-atb0.5； 得到pc揮發(fā)性：平衡時，氣相中金屬的蒸汽分

2、壓為其溫度的飽和蒸氣壓，蒸氣壓越高越容易揮發(fā)。 外壓一定，純金屬的蒸氣壓隨著溫度的上升而增大，揮發(fā)傾向越強(qiáng)的爐膛壓力越小，金屬揮發(fā)速度越大，這是因為真空度高，質(zhì)點(diǎn)碰撞概率小，凝結(jié)速度減少，揮發(fā)被加速，所以蒸氣壓大，蒸發(fā)熱小，沸點(diǎn)低的金屬和合金容易揮發(fā)d吸附性：金屬氧化熱力學(xué)和基準(zhǔn)：熔煉溫度范圍，氧化反應(yīng)是熱力學(xué)自動的過程。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，金屬的氧化傾向、氧化順序和可能的氧化程度一般以氧化物標(biāo)準(zhǔn)生成自由焓變量g，分解pO2或氧化物的生成熱h為基準(zhǔn)。 通常，g、h或pO2越小，金屬的氧化傾向越大，先被氧化，可能的氧化程度越高，氧化物越穩(wěn)定。金屬氧化動力學(xué)的機(jī)理：氧化過程和過程：氧從氣相通過邊界層擴(kuò)散

3、(外擴(kuò)散)氧通過固體氧化膜擴(kuò)散(內(nèi)擴(kuò)散)在氧化膜/金屬界面發(fā)生界面化學(xué)反應(yīng)。 用p-b比即氧化膜的致密性系數(shù)()，即氧化物的分子體積和形成該氧化物的金屬原子體積之比測定氧化膜的性質(zhì)，1氧化膜致密，連續(xù)，具有保護(hù)性，擴(kuò)散電阻增大，內(nèi)擴(kuò)散是控制性環(huán)節(jié)(鋁，Be )，1氧化膜是多孔的，沒有保護(hù)性內(nèi)部應(yīng)力大，周期性破裂，變得非保護(hù)性。 反應(yīng)溫度、低溫氧化過程由化學(xué)反應(yīng)控制，高溫由擴(kuò)散控制，反應(yīng)面積越大氧化速度越大熔液中氣體的存在形態(tài)和由來、進(jìn)氣的過程和影響因素。形態(tài)：固溶體、化合物、氣孔由來：金屬原料含有與熔融物接觸的爐氣、溶劑、工具中帶入的水分和烴過程：氣體分子碰撞金屬表面氣體分子在金屬表面上解離成

4、原子以氣體原子的狀態(tài)吸附在金屬表面； 氣體原子向金屬內(nèi)部擴(kuò)散，前三個氣體在吸附階段隨著溫度上升，物理吸附變?nèi)?，化學(xué)吸附變快，但達(dá)到一定溫度時成為最大，最后在擴(kuò)散階段，即氣體從濃度高的表面向濃度低的內(nèi)部移動的過程中，濃度差越大，溫度越高，擴(kuò)散越大影響因素：金屬進(jìn)氣速度主要取決于氣體的擴(kuò)散速度。 從feek的第一擴(kuò)散規(guī)律和平方根規(guī)律可知，氣體分壓越大，溫度越高，擴(kuò)散系數(shù)越大，金屬的進(jìn)氣速度越快。 氣體分壓越大，金屬表面的氣體濃度越高，因此金屬中的氣體濃度梯度越大，擴(kuò)散速度越快。 金屬中氣體的擴(kuò)散系數(shù)與合金元素有關(guān)。 例如，鎂和鈦會顯著降低鋁液中的氫的擴(kuò)散系數(shù)。 熔煉一定成分的合金時，熔融物的實際含

5、量主要取決于熔煉工藝和操作流程。 首先，盡量減少金屬的吸氣，防止水分和氫的載體接觸爐子和融液，配合有效的脫氣措施，盡量降低金屬融體的含量。對策：熔煉一定成分的合金時，熔融物的實際含量主要取決于熔煉工藝和操作。 首先，盡量減少金屬的吸氣，防止水分和氫的載體接觸爐子和融液，配合有效的脫氣措施，盡量降低金屬融體的含量。氣體的溶解度和影響因素：金屬和氣體的性質(zhì)：金屬的吸氣能力由氣體和金屬的親和力決定。 在一定的溫度和壓力下，氣體在金屬中的溶解度是金屬和氣體親和力的大小指標(biāo)。 金屬和氣體的親和力不同，氣體在金屬中的溶解度也不同。 在熔點(diǎn)溫度下，無論是固體還是液體，氫在鐵、鎳、鎂、鈦、鋯等金屬中的溶解度都

6、比鋁和銅高。 同時，金屬在相變溫度下氫的溶解度變化很大。 因此，金屬凝固后過飽和的氫析出，此時在鑄塊上容易形成氣孔。 在凝固溫度范圍的金屬中，含固液氣體量的相對變化值越大，在金屬錠上越容易形成氣孔缺陷。 蒸氣壓高的金屬由于具有揮發(fā)、脫吸附作用，因此在其他金屬中的溶解度顯著降低。 氣體分壓：二原子氣體在金屬中的溶解度與分壓的平方根成比例。 在含有水蒸氣的爐氣中，即使水蒸氣的含量很少，也能夠增加鋁、鎂中的氫的含量。 溫度：溫度對溶解度的影響取決于溶解熱。 溶解熱以正值吸熱的話，溶解度隨著溫度變高而變大，在原子狀態(tài)下溶解于金屬融體的氣體也相同。 氣體與金屬形成化合物，熔化熱為負(fù)(即發(fā)熱反應(yīng))時，溶解

7、度隨著溫度的升高而降低。 合金元素：在實際的多元接合金融液中，氣體的溶解度除取決于氣體的溫度和分壓外，還在一定程度上受到合金成分的影響。 與氣體親和力大的合金元素，通常與使合金中的氣體溶解度增大的與氣體親和力小的合金元素相反。 影響金屬揮發(fā)的因素和降低揮發(fā)損失的方法。主要原因：熔液溫度：外壓一定，純金屬的蒸氣壓隨著溫度的上升而增大，揮發(fā)傾向變強(qiáng)；爐膛壓力：一般的爐膛壓力越小，金屬揮發(fā)速度越大；金屬和合金元素：在相同溫度下純金屬的蒸氣壓大，蒸發(fā)熱小，沸點(diǎn)低的金屬容易揮發(fā)的損失；該元素在合金中的其他因素：金屬處于高溫液體的時間，與金屬的比表面積和氧化膜的性質(zhì)有關(guān)。 金屬成為高溫液體的時間越長，比表

8、面積越大，攪拌渣的次數(shù)越多，揮發(fā)損失也越大。 在熔體表面有致密的氧化膜或溶劑及熔渣包復(fù)的情況下，能夠降低揮發(fā)損失。 相反，如果用還原性爐氣體熔煉，則由于熔融體表面沒有保護(hù)性氧化膜，揮發(fā)損失變大。方法：與降低氧化燒損一樣，在脫氧或熔煉后期添加容易揮發(fā)的元素，真空熔煉時在高真空度下提高熔煉效果，降低氧化燒損。 填充惰性氣體減少揮發(fā)損失，正確控制合金成分。減少金屬熔液中的夾雜源和雜質(zhì)污染的途徑來源：金屬中的雜質(zhì)除來源于金屬爐材料外，在熔煉過程中還可能從襯里、爐渣或爐氣中吸收。 舊材料可能會再次溶解，吸收的雜質(zhì)會積蓄。減少雜質(zhì)污染路徑1 .選定化學(xué)穩(wěn)定性高的耐火材料2、在可能的條件下使用高純度的新金屬

9、材料，保證某合金的純度要求3 .火焰爐必須選定低硫燃料4 .與金屬爐材料接觸的所有工具，盡量用不帶雜質(zhì)的材料制作，或用適當(dāng)?shù)耐苛媳Ｗo(hù)5 .改變材料或改變合金時，應(yīng)根據(jù)前后兩種合金的純度和性能要求，對熔爐進(jìn)行必要的清洗處理6 .注意輔助材料的選定7 .管理強(qiáng)力爐材，根除混合現(xiàn)象。描述金屬在熔煉中發(fā)生高溫氧化熔融，影響金屬氧化的因素和降低氧化的方法。主要原因：金屬和氧化物的性質(zhì)純金屬氧化燒損的大小主要取決于金屬的親和力和表面氧化膜的性質(zhì)。 熔煉溫度越高，氧化燒損越大。 爐氣的性質(zhì)是爐氣的氧化性強(qiáng)，一般氧化燒損的程度也大。 其他要素使用不同的爐型，熔池的形狀、面積和加熱方式不同，氧化燒損的程度也不同

10、，其他條件一定時，熔制時間越長，氧化燒損也越大。方法選擇合理的爐型，采用合理的供給順序和爐材處理技術(shù)，采用霸蓋劑，正確控制爐溫，正確控制爐氣性質(zhì)，以合理的操作方法，加入少量1的表面活性元素。金屬溶解時的溶損有幾種？ 如何減少溶損呢？ 金屬熔損是指在熔煉過程中金屬的揮發(fā)、氧化燒損、內(nèi)襯作用的消耗等總損失的總和。 揮發(fā)、氧化燒損之外，熔融金屬和金屬氧化物與襯料之間的化學(xué)作用引起的損耗，金屬熔煉時，熔融金屬因靜壓作用侵入襯料間隙，高溫部分局部熔化，損耗，爐渣中機(jī)械混入的金屬、煤煙、濺射等引起的損耗。 減少熔損：選擇合理的爐型，制定合理的規(guī)程、流程和程序，正確選擇霸權(quán)劑和助焊劑，正確控制爐溫，控制爐氣

11、性質(zhì)，一般控制微氧化性氣氛為好氧化過程的幾個環(huán)節(jié)：1.外擴(kuò)散2 .內(nèi)擴(kuò)散3 .界面化學(xué)反應(yīng)控制性環(huán)節(jié)：內(nèi)擴(kuò)散和界面化學(xué)反應(yīng)這兩個環(huán)節(jié)中哪一個是控制環(huán)節(jié)，取決于氧化膜的性質(zhì)。 氧化膜的性質(zhì)主要是致密的，可以用Pilling-Bedworth比(P-B比)，即氧化膜的致密性系數(shù)來測定。 是氧化物的分子體積VM和形成該氧化物的金屬原子體積VA的比，以及=VM/VA的各金屬根據(jù)氧化膜結(jié)構(gòu)，對氧擴(kuò)散的電阻不同，所以氧化反應(yīng)的控制性和氧化速度的時間變化規(guī)律也各不相同。 1時，生成的氧化膜一般致密、連續(xù)，具有保護(hù)作用。 1時，氧化膜是多孔的，沒有保護(hù)性。二熔體凈化技術(shù)(脫渣氧化脫氧脫氣)減少鑄錠中非金屬夾雜

12、物的主要方法防止或減少非金屬夾雜物的有效措施是盡可能徹底精煉爐渣，適度提高澆注溫度，降低澆注速度，使供給流平穩(wěn)，使模具干燥。靜置澄清法(金屬熔體和非金屬夾雜物的密度差大，夾雜物粒子的尺寸適用于適度的合金)、浮選法請敘述爐渣的種類、起源和爐渣去除精煉的原理和應(yīng)用。種類：根據(jù)爐渣的化學(xué)成分，可分為氧化物、復(fù)雜的氧化物、氮化物、硫化物、氯化物、氟化物、硅酸鹽、碳化物、氫化物、磷化物等。根據(jù)爐渣的形狀，可以分為膜狀和大小不同的塊狀或粒狀的爐渣。來源：外來爐渣、原材料帶來的或熔煉過程中進(jìn)入熔融物的耐火材料、溶劑、銹產(chǎn)物、爐氣中的灰塵、工具上的污垢等。內(nèi)生爐渣是金屬加熱溶解過程中金屬、爐氣和其他物質(zhì)相互作

13、用而生成的化合物。原理： a比重差的作用是，金屬融體在高溫下靜置時，非金屬夾雜物和金屬融體的比重不同，因此會發(fā)生上浮和下沉。 比重差的作用原理主要適用于Cu及Cu合金。b吸附作用是向金屬熔液中加入惰性氣體或溶劑而產(chǎn)生的中性氣體，如果在氣泡的浮起過程中與浮動狀態(tài)的熔渣相遇的話，熔渣有可能被吸附在氣泡表面而被從熔液中帶出。 通常適用于Al和Al合金。c溶解作用、非金屬夾雜物溶解于液態(tài)溶劑時，在溶劑浮沉的同時從金屬熔體脫離。 適用于Al和Al合金。d化合作用、化合作用在爐渣和溶劑間有一定程度的親和力，以能夠形成化合物和絡(luò)合物為基礎(chǔ)。 適合熔煉溫度高的銅、鎳等合金。e機(jī)械過濾作用是金屬熔體通過過濾介質(zhì)

14、時對非金屬夾雜物的機(jī)械隔斷作用。 過濾介質(zhì)間的空隙越小，厚度越大，金屬熔液的流速越低，機(jī)械過濾效果越好。 適合于含有與熔體密度沒有太大差異、粒度非常小、分散度極高的非金屬夾雜物的金屬。什么樣的金屬可以采用氧化精煉？1 .基底金屬的氧化物溶解在自金屬液中，能氧化雜質(zhì)元素2 .雜質(zhì)元素的氧化物不溶于金屬液體，容易與后者分離3 .基質(zhì)金屬氧化物可以被其他元素還原。氧化精煉的熱力學(xué)條件？雜質(zhì)元素對氧的親和力大于基體對氧的親和力。氧化精煉的基本想法是？氧化精煉是用氧把金屬中的雜質(zhì)氧化成爐渣，生成氣體來去除爐渣的過程，其本質(zhì)是通過化合作用來去除爐渣。 氧化精煉的過程有時會在氧化氣氛下熔融含有雜質(zhì)的金屬熔液

15、，將純氧、空氣、富氧空氣導(dǎo)入金屬熔液池或熔池的表面，還添加固體氧化劑(基質(zhì)金屬氧化物等)。 此時，雜質(zhì)元素me氧化生成meo，或以獨(dú)立的固相析出，或溶解于爐渣中，或作為氣體揮發(fā)而從基體金屬液中分離。脫氧劑的選定1 .脫氧劑和氧的親和力明顯大于基體金屬和氧的親和力2 .脫氧劑在金屬中的殘留量應(yīng)不損害金屬性能3 .脫氧劑需要適當(dāng)?shù)娜埸c(diǎn)和密度，通常多使用由基體金屬和脫氧元素組成的中間合金作為脫氧劑4 .脫氧產(chǎn)物不溶于金屬熔體，應(yīng)容易凝固、浮起而被除去5 .脫氧劑來源廣泛，無毒，與環(huán)境相容。脫氧方法沉淀脫氧：把脫氧劑m放入金屬融體中，直接與金屬中的氧反應(yīng)，把脫氧生成物作為沉淀排除，用舊名沉淀脫氧。 擴(kuò)

16、散脫氧：向金屬融體表面或爐渣中加入脫氧劑，脫氧反應(yīng)僅在爐渣/金屬融體界面進(jìn)行。 溶解在金屬中的氧根據(jù)分配規(guī)律不斷向界面擴(kuò)散去氧，因此被稱為擴(kuò)散去氧。 真空脫氧：在低壓下，伴隨氣相形成的反應(yīng)過程全部迅速、完全進(jìn)行，形成CO和H2O等氣體和鎂、錳等金屬蒸汽的各種反應(yīng)順利進(jìn)行。脫氣精煉的原理分壓脫氣：利用氣體分壓對熔液中氣體溶解度的影響原理，將溶解氣體的熔液放在氫分壓小的真空中，或?qū)攵栊詺怏w，使實際氣體的氫分壓小于平衡分壓，再產(chǎn)生脫氫驅(qū)動力，以快速排除氫。 氣體脫氣(活性、惰性、混合氣體)、焊劑脫氣(固體溶劑的熱分解和與金屬的化學(xué)反應(yīng)引起的揮發(fā)氣泡、鋁合金鋁青銅用氯溶劑)、沸騰脫氣(高鋅黃銅，金屬

17、本身在熔制中產(chǎn)生氣泡內(nèi)外氣體分壓差)、真空脫氣化合脫氣：通過在融體中加入氫化物和形成氮化物的物質(zhì)，對金屬融體氣體進(jìn)行脫氣電解氣體：通過電場，金屬中的氫離子向陰極去除電荷后變成氫分子逃跑，其他負(fù)離子通過陽極釋放電荷，除去焊劑中殘留的合成爐渣預(yù)凝固脫氣：氣體在金屬中的溶解度通常隨著溫度的降低而減少，將金屬液慢慢冷卻到固相點(diǎn)附近，使氣體以平衡溶解度曲線變化，使氣體自我擴(kuò)散析出振動脫氣：金屬液以高速取向反復(fù)振動的話，彈性波在熔融體中發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，產(chǎn)生無數(shù)的微孔，金屬中的氣體原子成為氣泡的核，進(jìn)入孔成為氣體分子成長，從熔融體脫離典型的在線精煉方法及其過程方法： FILD法、SNIF法、MINT法、Alcoa469脫氣法、Air-liquid法金屬熔液的爐渣去除精煉的基本原理是？1 .密度差的作用：金屬熔體在高溫下靜置時，非金屬雜質(zhì)和金屬熔體因密度的不同而分離，會發(fā)生浮起和沉降。 2 .吸附作用：向金屬熔液中導(dǎo)入惰性氣體，或加入溶劑產(chǎn)生中性