Жидкое состояние является промежуточным состоянием между твердым состоянием и газообразным состоянием.Твердые металлы состоят из многих зерен, газообразные металлы состоят из отдельных атомов, напоминающих эластичные сферы, а жидкие металлы состоят из многих групп атомов.
1. Структурные характеристики жидких металлов.
Жидкое состояние является промежуточным состоянием между твердым состоянием и газообразным состоянием.Твердые металлы состоят из многих кристаллических зерен, газообразные металлы состоят из отдельных атомов, напоминающих эластичные сферы, а жидкие металлы состоят из многих атомных групп, и их структуры имеют следующие характеристики:
(1) Каждая атомная группа включает от дюжины до сотен атомов, что по-прежнему поддерживает сильную энергию связи в атомной группе и может поддерживать характеристики расположения твердого тела.Однако связь между атомными группами сильно нарушена, а расстояние между атомными группами относительно большое и рыхлое, как будто имеются дыры.
(2) Атомные группы, из которых состоит жидкий металл, очень нестабильны, то растут, то мельчают.Также возможно оставлять атомарные группы в группах и присоединяться к другим атомарным группам или образовывать атомарные группы.
(3) Средний размер и стабильность атомных групп связаны с температурой.Чем выше температура, тем меньше средний размер атомных групп и тем 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 имеет место и неоднородность состава между атомными группами, т. е. флуктуации концентрации, а иногда даже образуются неустойчивые или устойчивые соединения.
2. Плавление и растворение
В процессе плавки 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 разрушается металлическим расплавом и переходит в раствор для осуществления процесса превращения твердого тела в жидкое.Растворение не требует нагревания, но чем выше температура, тем выше скорость растворения.
Фактически, только когда температура плавления легирующего элемента выше температуры раствора медного сплава, процесс поступления легирующего элемента в расплав является чистым процессом растворения.В медных сплавах, например, считается, что 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.
На скорость растворения металла влияет множество факторов.
Во-первых, чем выше температура, тем благоприятнее растворение.
Во-вторых, это связано с площадью поверхности растворяемого объекта, чем больше площадь поверхности, тем выше скорость растворения.
Скорость растворения металла также связана с движением расплава.Когда расплав течет, скорость растворения больше, чем у металла в статическом расплаве, и чем быстрее течет расплав, тем быстрее будет скорость растворения.
Растворение и легирование
При первом изготовлении сплавов считалось, что плавку следует начинать с трудноплавких компонентов (и имеющих высокие температуры плавления).Например, при первом изготовлении медно-никелевых сплавов 80% и 20% никеля сначала расплавлялся никель с температурой плавления 1451°С, а затем добавлялась медь.Некоторые плавят медь и нагревают ее до 1500 ℃ перед добавлением никеля для плавления.После того, как была разработана теория сплавов, особенно теория растворов, от двух вышеуказанных методов плавки отказались.
Осаждение нелегирующих элементов
Причин непрерывного увеличения и выделения нелегирующих элементов в металлах и сплавах много.
Примеси, внесенные 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 закупленных материалов неясного происхождения, то 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.