鑄造合金的熔煉,總旱伴隨著多個氧化及環(huán)原反府發(fā)生,有些元素變成氧化物,
也有些金屬氧化物被還原,這些都是鑄造合金與爐氣、爐渣、爐襯和燃料等相互作用
的結(jié)果。
(一)氧化性氣氛與還原性氣氛
鑄造合金熔煉的過程多數(shù)是在合金和爐氣的接觸狀況下進行的,爐氣的氧化 %
還原特性對熔煉效果有著重要影響。人們把爐氣根據(jù)其氧化 % 還原特性劃分為氧化
性氣氛和還原性氣氛。當爐氣中 含量占有一定比率時,其氧化性就強,則稱
為氧化性氣氛。在燃料爐熔煉中,火焰呈微藍色,表明燃燒比較完全,爐氣溫比較高。
反之,燃燒不夠完全,火焰發(fā)黃或伴有黑煙,爐氣中有一定比率的 和碳氫化合
物,其還原性較強,稱為還原性氣氛。合金元素在氧化性氣氛中容易被氧化;相對的,
合金元素在還原性氣氛中會受到一定程度的保護。
(二)金屬的氧化趨勢
大多數(shù)的金屬元素在熔煉時都要受到氧化,但程度大有差異,這可以根據(jù)已經(jīng)掌
握的各元素的氧化物生成的自由能數(shù)據(jù)加以比較,用以判斷這些元素在各種溫度條
件下被氧化的難易程度
氧反應的自由能變化曲線。位置越靠下面,說明其代表的元素氧化物越穩(wěn)定,即這些
反應線隨溫
元素最容易被氧化,能將其上方的氧化物還原。圖中除 !"#$!
度升高向下傾斜,表明溫度升高, 趨于更加穩(wěn)定外,其余各線皆隨溫度升高向上傾
斜,表明隨溫度升高,其氧化物變得不穩(wěn)定甚至分解。這就是合金熔煉溫度越高,元
素燒損越少的原因。
三)脫氧
在合金的熔煉中,使金屬液中的金屬氧化物還原而去除氧的過程稱為脫氧。生
產(chǎn)中使用的脫氧方法有三種,即擴散脫氧、沉渣脫氧和真空脫氧。
%+ 擴散脫氧
這種脫氧方法在電爐煉鋼中有所應用,是通過含氧量低的渣,使鋼 & 渣界面處或
渣的下層發(fā)生氧的擴散,使鋼液中的氧向渣中轉(zhuǎn)移,通過扒渣—造新渣—扒渣……的
過程而達到脫氧的目的。
!+ 沉渣脫氧。
把脫氧劑加入到金屬于液內(nèi),并采取措施使其充分擴散,直接和金屬液接觸并與
金屬液中的氧發(fā)生反應,形成的產(chǎn)物不溶于金屬,且比重比金屬小,能從金屬液中排
出,這種脫氧方法稱為沉渣脫氧。原則上較活潑的元素可以做還原劑。
通過真空熔煉手段,降低體系中的壓力,使 !" 的分壓降低,促使鋼液中的和
結(jié)全,生成 !",達到鋼液脫氧目的,這種脫氧方法稱真空脫氧。