Жидкое состояние является промежуточным состоянием между твердым и газообразным состоянием.Твердые металлы состоят из множества зерен, газообразные металлы состоят из отдельных атомов, напоминающих упругие сферы, а жидкие металлы состоят из многих групп атомов.
1. Структурные характеристики жидких металлов.
Жидкое состояние является промежуточным состоянием между твердым и газообразным состоянием.Твердые металлы состоят из множества кристаллических зерен, газообразные металлы состоят из отдельных атомов, напоминающих упругие сферы, а жидкие металлы состоят из многих атомных групп, и их структуры имеют следующие характеристики:
(1) Каждая атомная группа содержит от дюжины до сотен атомов, которые по-прежнему сохраняют сильную энергию связи в атомной группе и могут сохранять характеристики расположения твердого тела.Однако связь между атомными группами сильно повреждена, а расстояние между атомными группами относительно велико и рыхлое, как будто есть дыры.
(2) Атомные группы, из которых состоит жидкий металл, очень нестабильны, иногда растут, а иногда уменьшаются.Также возможно оставлять атомные группы в группах и присоединяться к другим атомным группам или образовывать атомные группы.
(3) Средний размер и стабильность атомных групп связаны с температурой.Чем выше температура, тем меньше средний размер атомных групп и хуже стабильность.
(4) Когда в металле есть другие элементы, из-за разных сил связи между разными атомами атомы с более сильными силами связи имеют тенденцию собираться вместе и одновременно отталкивать другие атомы.Поэтому возникает и неоднородность состава между атомными группами, то есть колебания концентрации, а иногда образуются даже нестабильные или стабильные соединения.
2. Плавление и растворение
В процессе выплавки сплава одновременно происходят два процесса плавления и растворения.При нагревании сплава до определенной температуры он начинает плавиться, и его термодинамическое состояние – перегрев.Растворение означает, что твердый металл размывается металлическим расплавом и попадает в раствор для реализации процесса превращения твердого вещества в жидкость.Растворение не требует нагрева, но чем выше температура, тем быстрее скорость растворения.
Фактически, только когда температура плавления легирующего элемента выше температуры раствора медного сплава, процесс попадания легирующего элемента в расплав представляет собой чистый процесс растворения.Подразумевается, что в медных сплавах, например, составляющие железо, никель, хром и марганец, а также неметаллические элементы кремний, углерод и т.д. подвергаются процессу растворения.Фактически, процессы плавления и растворения происходят одновременно, причем процесс растворения способствует процессу плавления.
Существует множество факторов, влияющих на скорость растворения металла.
Во-первых, чем выше температура, тем благоприятнее растворение.
Во-вторых, это связано с площадью поверхности растворяемого объекта: чем больше площадь поверхности, тем быстрее скорость растворения.
Скорость растворения металла также связана с движением расплава.Когда расплав течет, скорость растворения больше, чем скорость растворения металла в статическом расплаве, и чем быстрее течет расплав, тем быстрее будет скорость растворения.
Растворение и легирование
Когда впервые были изготовлены сплавы, считалось, что плавку следует начинать с трудноплавких (и имеющих высокие температуры плавления) компонентов.Например, при изготовлении медно-никелевых сплавов с содержанием никеля 80 и 20 % сначала плавили никель с температурой плавления 1451°С, а затем добавляли медь.Некоторые плавят медь и нагревают ее до 1500 ℃, прежде чем добавить никель для плавки.После развития теории сплавов, особенно теории растворов, от двух вышеуказанных способов плавки отказались.
Нанесение нелегирующих элементов
Существует множество причин постоянного увеличения и выделения нелегирующих элементов в металлах и сплавах.
Примеси, вносимые в металлическую шихту
Даже если технологические отходы, образующиеся в производственном процессе нашего завода, будут использоваться повторно, содержание примесных элементов в шихте будет продолжать увеличиваться по разным причинам.Что касается смешивания материалов или использования большого количества покупных материалов неясного происхождения, возможные примеси и возможные последствия зачастую еще более непредсказуемы.
Неправильный выбор материала футеровки печи.
Некоторые элементы в расплаве могут вступать с ними в химическую реакцию при температуре плавления.
Время публикации: 18 февраля 2022 г.