Процессы, происходящие при плавке и литье металлов

Сентябрь 9, 2022

Главная
Химия
Процессы, происходящие при плавке и литье металлов

Содержание

2. Основные процессы при плавке Нагрев, расплавление, перегрев металла Испарение и кипение Взаимодействие с атмосферой Взаимодействие с
3. Испарение и кипение Испарение – улетучивание металла с поверхности расплава Кипение – образование паров металла во
4. Скорость испарения при плавке V = k (p0 – p׳) / pобщ Количество испарившегося металла (закон
5. Кипение сплавов, содержащих легколетучие компоненты
6. Предотвращение испарения и кипения Применение лигатур Использование закрытых сосудов Уменьшение удельной поверхности расплава Минимальное время выдержки
7. Взаимодействие металлических расплавов с газами
8. Источники образования газов при плавке Газы, образующиеся от сжигания топлива Газы, образующиеся за счет влаги, содержащейся
9. Взаимодействие металлических расплавов с газами Отсутствие какого-либо физико-химического взаимодействия (инертный газ может замешиваться в расплав в
10. Растворимость двухатомных газов в металлах Закон Сивертса [S] = k Строго справедлив при давлении газа до
11. Содержание растворенного газа в металле в зависимости от температуры при постоянном давлении 1 – Q ›
12. Растворимость газа в металлах (а) и в сплавах (б) в зависимости от температуры нагрева
13. Взаимодействие металлов с газами и газообразующими элементами Примечание: знак «+» указывает на существенную растворимость в жидком
14. Взаимодействие жидких металлов с водородом Источники водорода в расплавах влага, содержащаяся в атмосфере печи влага, содержащаяся
15. Способность расплавов металлов растворять водород Hg Sn Bi Cd Pb Zn – не образуют растворов с
16. Содержание растворенного водорода при температуре кристаллизации (см³/100 г)
17. Взаимодействие жидких металлов с кислородом Sn Bi Cd Pb Zn Mg Al – не способны растворять
18. Образование на поверхности расплава свободных оксидов VMe ≈ Vок – нарастает сплошной слой оксида (защита) VMe
19. Взаимодействие жидких металлов с кислородом
20. Взаимодействие жидких металлов с кислородом
21. Взаимодействие жидких металлов с азотом Sn Bi Cd Pb Zn Mg Al Ag Au Cu –
22. Взаимодействие жидких металлов с азотом
23. Реакции взаимодействия металлов со сложными газами Me + H2O → MeO + H2 Me + H2O
24. Реакции взаимодействия металлов со сложными газами (продолжение) Me + SO2 → MeO + MeS Me +
25. Взаимодействие расплавов металлов с газами Металлы 4 – 6 групп интенсивно взаимодействуют с газами с образованием
27. Скачать презентацию

Слайд 2

Основные процессы при плавке
Нагрев, расплавление, перегрев металла
Испарение и кипение
Взаимодействие с атмосферой
Взаимодействие

с футеровкой
Взаимодействие с флюсами и шлаками
Рафинирование
Модифицирование

Слайд 3

Испарение и кипение
Испарение – улетучивание металла с поверхности расплава
Кипение – образование

паров металла во всем объеме расплава

Слайд 4

Скорость испарения при плавке
V = k (p0 – p׳) / pобщ
Количество

испарившегося металла (закон Дальтона)
M = k S (p0 – p׳) τ / pобщ

Слайд 5

Кипение сплавов, содержащих легколетучие компоненты

Слайд 6

Предотвращение испарения и кипения
Применение лигатур
Использование закрытых сосудов
Уменьшение удельной поверхности расплава
Минимальное время выдержки

расплава
Использование покровных флюсов
Использование присадок для создания прочных пленок окислов
Малые перегревы
Увеличение внешнего давления

Слайд 7

Взаимодействие металлических расплавов с газами

Слайд 8

Источники образования газов при плавке
Газы, образующиеся от сжигания топлива
Газы, образующиеся за счет

влаги, содержащейся в футеровке печи, на плавильных инструментах и т.д.
Газы, образующиеся вследствие разложения влаги и продуктов коррозии шихты
Газы, образующиеся вследствие адсорбирующего действия шлака
Атмосфера (естественная или намеренно созданная)

Слайд 9

Взаимодействие металлических расплавов с газами
Отсутствие какого-либо физико-химического взаимодействия (инертный газ может

замешиваться в расплав в виде пузырьков)
Плавка в среде инертных газов, плавка меди и цинка в атмосфере чистого азота
Образование химических соединений металл – газ при полном отсутствии растворения газа в металле
Взаимодействие жидких и твердых Sn, Zn, Mg, Al с кислородом
Растворение газа в металлическом расплаве
Взаимодействие жидких Mg и Al с водородом
Растворение газа в металлическом расплаве с последующим образованием соединений
Плавка Cu, Ni, Fe в атмосфере, содержащей кислород

Слайд 10

Растворимость двухатомных газов в металлах
Закон Сивертса
[S] = k
Строго справедлив при давлении

газа до 10 МПа
Закон Борелиуса
[S] = A0 exp(-Q / RT)

[S] = A √ p exp (-Q / RT)

Общее уравнение

Слайд 11

Содержание растворенного газа в металле в зависимости от температуры при постоянном

давлении

1 – Q › 0
(эндотермический)
2 – Q ‹ 0
(экзотермический)

1 – водород в Al, Mg, Cu, Ni, Fe
азот в Ni, Fe
2 – водород в Ti, Zr и т.др

Слайд 12

Растворимость газа в металлах (а) и в сплавах (б) в зависимости

от температуры нагрева

Слайд 13

Взаимодействие металлов с газами и газообразующими элементами
Примечание: знак «+» указывает на

существенную растворимость
в жидком металле, знак «-» - на незначительную.

Слайд 14

Взаимодействие жидких металлов с водородом
Источники водорода в расплавах
влага, содержащаяся в атмосфере

печи
влага, содержащаяся в шихте, флюсах, продуктах сгорания топлива
углеводороды

30-100% общего количества растворенных газов в металлах и сплавах составляет водород

Слайд 15

Способность расплавов металлов растворять водород
Hg Sn Bi Cd Pb Zn –

не образуют растворов с водородом
Mg Al Ag Au Cu Mn Ni Fe – растворяют водород в практически значимых количествах;
взаимодействие с поглощением тепла
Ti V Mo щелочные и щелочно-земельные – взаимодействие с выделением тепла

Слайд 16

Содержание растворенного водорода при температуре кристаллизации (см³/100 г)

Слайд 17

Взаимодействие жидких металлов с кислородом
Sn Bi Cd Pb Zn Mg

Al –
не способны растворять
в расплаве кислород
Ag Cu Mn Ni Fe Ti V Mo - растворяют значительное количество кислорода в расплаве, после чего начинается образование соответствующих оксидов

Слайд 18

Образование на поверхности расплава свободных оксидов
VMe ≈ Vок – нарастает сплошной

слой оксида (защита)
VMe › Vок – надрывы и трещины в слое оксида (защиты нет - Mg)
VMe ‹ Vок – складки и трещины в слое оксида (защита снижена)

Слайд 19

Взаимодействие жидких металлов с кислородом

Слайд 20

Взаимодействие жидких металлов с кислородом

Слайд 21

Взаимодействие жидких металлов с азотом
Sn Bi Cd Pb Zn Mg Al

Ag Au Cu – растворение практически отсутствует
Mn Ni Fe – растворимость по закону Сивертса, растворение с
поглощением тепла
Ti V Mo – растворение с выделением тепла

Слайд 22

Взаимодействие жидких металлов с азотом

Слайд 23

Реакции взаимодействия металлов со сложными газами
Me + H2O → MeO +

H2
Me + H2O → MeO + [H]
Me + H2O → Me +[O] + [H]
Me + CO → MeO + C
Me + CO → Me + [O] + C
Me + CO → Me + [O] + [C]
Me + CO2 → MeO + CO

Слайд 24

Реакции взаимодействия металлов со сложными газами (продолжение)
Me + SO2 → MeO

+ MeS
Me + SO2 → MeO + [S]
Me + SO2 → Me + [O] + [S]
Me + CnHm → MexCy + mH
Me + H2S → [H]Me + MeS
Me + H2S → Me +[H]Me + [S]
Me + H2S → Me + [H]Me + [S]Me

Слайд 25

Взаимодействие расплавов металлов с газами
Металлы 4 – 6 групп интенсивно взаимодействуют

с газами с образованием химических соединений, растворяющихся в них и образуют с газами растворы
Для Al, Mg, Cu, Ag, Co, Ni характерно образование растворов с водородом и химических соединений с кислородом. Менее интенсивно взаимодействие с азотом, SO₂, CO₂
Au, Pt, Sn, Pb или вовсе не взаимодействуют с газами или взаимодействуют с малой скоростью

Процессы, происходящие при плавке и литье металлов

Содержание

Основные процессы при плавкеНагрев, расплавление, перегрев металлаИспарение и кипениеВзаимодействие с атмосферойВзаимодействие

Испарение и кипениеИспарение – улетучивание металла с поверхности расплаваКипение – образование

Скорость испарения при плавкеV = k (p0 – p׳) / pобщКоличество

Кипение сплавов, содержащих легколетучие компоненты

Предотвращение испарения и кипенияПрименение лигатурИспользование закрытых сосудовУменьшение удельной поверхности расплаваМинимальное время выдержки

Взаимодействие металлических расплавов с газами

Источники образования газов при плавкеГазы, образующиеся от сжигания топливаГазы, образующиеся за счет

Взаимодействие металлических расплавов с газамиОтсутствие какого-либо физико-химического взаимодействия (инертный газ может

Растворимость двухатомных газов в металлахЗакон Сивертса[S] = kСтрого справедлив при давлении

Содержание растворенного газа в металле в зависимости от температуры при постоянном

Растворимость газа в металлах (а) и в сплавах (б) в зависимости

Взаимодействие металлов с газами и газообразующими элементамиПримечание: знак «+» указывает на

Взаимодействие жидких металлов с водородомИсточники водорода в расплавахвлага, содержащаяся в атмосфере

Способность расплавов металлов растворять водородHg Sn Bi Cd Pb Zn –

Содержание растворенного водорода при температуре кристаллизации (см³/100 г)

Взаимодействие жидких металлов с кислородом Sn Bi Cd Pb Zn Mg

Образование на поверхности расплава свободных оксидовVMe ≈ Vок – нарастает сплошной

Взаимодействие жидких металлов с кислородом

Взаимодействие жидких металлов с кислородом

Взаимодействие жидких металлов с азотомSn Bi Cd Pb Zn Mg Al

Взаимодействие жидких металлов с азотом

Реакции взаимодействия металлов со сложными газамиMe + H2O → MeO +

Реакции взаимодействия металлов со сложными газами (продолжение)Me + SO2 → MeO

Взаимодействие расплавов металлов с газамиМеталлы 4 – 6 групп интенсивно взаимодействуют

Похожие презентации

Основные процессы при плавке
Нагрев, расплавление, перегрев металла
Испарение и кипение
Взаимодействие с атмосферой
Взаимодействие

Испарение и кипение
Испарение – улетучивание металла с поверхности расплава
Кипение – образование

Скорость испарения при плавке
V = k (p0 – p׳) / pобщ
Количество

Предотвращение испарения и кипения
Применение лигатур
Использование закрытых сосудов
Уменьшение удельной поверхности расплава
Минимальное время выдержки

Источники образования газов при плавке
Газы, образующиеся от сжигания топлива
Газы, образующиеся за счет

Взаимодействие металлических расплавов с газами
Отсутствие какого-либо физико-химического взаимодействия (инертный газ может

Растворимость двухатомных газов в металлах
Закон Сивертса
[S] = k
Строго справедлив при давлении

Взаимодействие металлов с газами и газообразующими элементами
Примечание: знак «+» указывает на

Взаимодействие жидких металлов с водородом
Источники водорода в расплавах
влага, содержащаяся в атмосфере

Способность расплавов металлов растворять водород
Hg Sn Bi Cd Pb Zn –

Взаимодействие жидких металлов с кислородом
Sn Bi Cd Pb Zn Mg

Образование на поверхности расплава свободных оксидов
VMe ≈ Vок – нарастает сплошной

Взаимодействие жидких металлов с азотом
Sn Bi Cd Pb Zn Mg Al

Реакции взаимодействия металлов со сложными газами
Me + H2O → MeO +

Реакции взаимодействия металлов со сложными газами (продолжение)
Me + SO2 → MeO

Взаимодействие расплавов металлов с газами
Металлы 4 – 6 групп интенсивно взаимодействуют