1.氣體存在形式
鑄件中的氣體經常以固溶體、化合物和氣孔的形式存在。氣體以原子狀態(tài)固溶于金屬基體中為固溶體形式;與金屬中的元素形成化合物為化合物形式;以分子狀態(tài)聚集則稱為氣孔。鑄造合金中的氣體組成主要是氫、氧、氮及其化合物。
2.氣體來源
(1)熔煉過程:金屬液在熔煉過程中會有氣體的分解或吸收,如表所示。鑄件中產生的氣體缺陷如果源于金屬液,則具有如下特點:同一爐次的金屬鑄件基本都具有氣孔;冒口下面有氣孔;冒口頂液面上漲;鑄件有多孔狀的篩狀氣孔。
(2)澆注過程:澆包未烘干、澆注速度過快、澆注系統(tǒng)不合理、內澆道過小都可使氣體進入金屬液而增加氣體含量。
(3)鑄型:金屬液與型壁相互作用導致金屬液吸收氣體。型砂中的水分、黏土中的結晶水,黏結劑、附加物的分解和燃燒都能提供大量氣體,如表所示。
鑄件中氣體的來源
3.氣體的溶解
在一定的溫度和壓力下,金屬吸收氣體的飽和濃度,稱為金屬對氣體的溶解度。金屬對氣體的溶解度與壓力、溫度、合金成分、氣體種類有關。
(1)壓力和溫度的影響:外界壓力越大、溫度越高,氣體在金屬液中的溶解度就越大。
(2)金屬蒸氣壓的影響:金屬飽和蒸氣壓的大小表明金屬揮發(fā)的難易程度。金屬蒸氣壓升高,氣體在其中的溶解度降低。
(3)合金元素的影響:如果某元素與金屬形成不溶于金屬的化合物,則氣體的溶解度降低,反之則使溶解度增加。
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