» » Взаимодействие магния и его сплавов с газообразными веществами во время плавки
02.02.2017

По сравнению с алюминием магний является еще более активным металлом. Ни один из газов, обычно находящихся в атмосфере печи, не является для магния вполне нейтральным.
С азотом магний образует нитрид магния Mg3N2. При температуре ведения плавки — это твердое вещество зеленовато-желтого цвета. Удельный вес нитрида магния близок к удельному весу расплавленного магния. С водой при обычной (комнатной) температуре нитрид реагирует с образованием аммиака:
Взаимодействие магния и его сплавов с газообразными веществами во время плавки

По этой реакции уже можно видеть, что магний, в котором имеются включения нитрида, будет обладать пониженной коррозионной стойкостью.
Co всеми газами печной атмосферы, которые имеют в своем составе кислород (а именно; кислородом, водяным паром, углекислым газом, окисью углерода и сернистым газом), магний как в твердом, так и в расплавленном состоянии реагирует с образованием окиси магния. По реакции с кислородом образуется только окись магния, по другим же, кроме того, освобождается элемент, который раньше был в соединении с кислородом.
Взаимодействие магния и его сплавов с газообразными веществами во время плавки

водород растворяется в магнии, причем растворимость его в расплавленном магнии выше, чем в твердом. По этой причине при отливке магния, насыщенного водородом, получаются пузыристые слитки (рис. 60).
Несмотря на то, что водород растворяется в магнии, существует метод плавки магниевых сплавов в водороде. Это возможно потому, что водород из магния довольно легко удаляется. Температура кипения магния около 1110°, поэтому при некотором перегреве металла упругость пара магния становится уже настолько значительной, что растворимость водорода заметно снижается. Этим отчасти объясняется благотворное влияние перегрева магния и его сплавов при плавке, который иногда применяется.
Темные продукты, образующиеся по поверхности отливок из магниевых сплавов в результате взаимодействия с атмосферой, одни считают гидридами, другие — недокисью магния Мg2О, третьи — магнезиальной шпинелью МgО*Al2O3.
Взаимодействие магния и его сплавов с газообразными веществами во время плавки

Гидридами эти темные продукты не могут быть, так как при плавке магния в водороде их не получается; предположение, что это шпинель, тоже сомнительно, так как эти темные продукты наблюдаются и па сплавах, не содержащих алюминия.
В результате взаимодействия углеводородов с расплавленным магнием также происходит насыщение металла водородом, причем углерод и в этом случае освобождается.
Известны способы плавки магниевых сплавов в атмосфере, содержащей сернистый газ. Однако последний, как было указано выше, реагирует с магнием, образуя окись магния сернистый магний. Кроме того, для предохранения расплавленного магния от окисления и образования нитрида часто применяется опыливание порошкообразной серой («серным цветом») или окуривание парообразной серой. В этом случае реакция магния с серой идет тоже с образованием сернистого магния, HO она идет сравнительно медленно, кроме того, присутствие сернистого магния оказывает менее вредное влияние на эксплуатационные свойства изделий из магниевых сплавов, чем например, присутствие нитрида магния.
Для предохранения магниевых сплавов от энергичного взаимодействия с газообразными продуктами в печи применяется прибавка к сплавам небольших количеств бериллия. Пленка окиси бериллия ВеО, которая образуется на поверхности содержащего в своем составе бериллий расплавленного сплава, обладает большой прочностью и малой проницаемостью для газов, поэтому добавка бериллия вызывает радикальное уменьшение взаимодействия расплавленного металла с атмосферой печи. Количества бериллия, которые оказываются эффективными в отношении предохранения расплавленного сплава от реакций с газами, составляют 0,05—0,07%. К сожалению, добавка бериллия к магниевым сплавам неблагоприятно отражается на их кристаллизации (укрупняется зерно), а кроме того, стоимость бериллия в настоящее время слишком высока, почему этот способ пока не нашел еще широкого распространения в промышленности.
Аналогичное влияние оказывают на магниевые сплавы добавки кальция, церия и циркония, но, по-видимому, в более слабой степени по сравнению с бериллием.