Удаление газов из раствора в сплаве путем введения растворимых веществ, реагирующих с растворенным газом
» » Удаление газов из раствора в сплаве путем введения растворимых веществ, реагирующих с растворенным газом

02.02.2017

Основным газом, растворяющимся в металлах, находящихся в твердом и в жидком состояниях, является водород. В большинстве технических металлов и сплавов водород находится в атомном состоянии, но не в виде химических соединений. Если в сплав ввести вещество, которое способно с водородом образовать достаточно стойкое химическое соединение, то водород или будет выведен из раствора, или, наоборот, будет прочно удержан не только в жидком, но и в твердом растворе.
Первый случай будет иметь место тогда, когда при реакции вводимого в сплав вещества с водородом образуется нерастворимое химическое соединение — гидрид. Последний отделится от расплавленного металла или сплава и удалит из него водород.
Второй случай произойдет при образовании гидрида вводимого вещества, растворимого не только в расплавленном, но и в твердом металле.
Примером, подтверждающим возможность удаления водорода из металла введением вещества, образующего нерастворимый гидрид, является дегазация меди с помощью введения в нее кальция. Кальций растворяется в меди и в растворе реагирует с водородом по уравнению
Удаление газов из раствора в сплаве путем введения растворимых веществ, реагирующих с растворенным газом

Образующийся водородистый кальций не растворим в металле; он обладает удельным весом, меньшим, чем удельный вес расплавленной меди, и потому всплывает на поверхность, откуда может быть удален. Так как в меди одновременно могут находиться и водород и кислород, то кальций, являясь также и весьма активным раскислителем, будет отнимать от меди не только водород, но также и кислород по реакции:
Удаление газов из раствора в сплаве путем введения растворимых веществ, реагирующих с растворенным газом

Упругость диссоциации окиси кальция гораздо ниже упругости диссоциации закиси меди, поэтому написанная реакция (67) легко пойдет слева направо практически до конца.
Недостатком кальция в качестве раскислителя является образование мелко раздробленной окиси кальция, которая запутывается в металле, повышает его вязкость в расплавленном состоянии и снижает свойства твердого металла.
Металлический литий, аналогично кальцию, образует устойчивый гидрид. Однако, в отличие от гидрида кальция, водородистый литий несколько растворим в меди. Таким образом, вводимый в медь, содержащую водород, литий реагирует по реакции:
Удаление газов из раствора в сплаве путем введения растворимых веществ, реагирующих с растворенным газом

В большей своей части образующийся в результате реакции водородистый литий всплывает на поверхность и в очень небольшой части растворяется в меди.
Так же, как и кальций, литий является весьма активным восстановителем закиси меди:
Удаление газов из раствора в сплаве путем введения растворимых веществ, реагирующих с растворенным газом

По этой причине литий удаляет из меди не только водород, но и кислород. Если медь содержит и водород, и закись меди в растворе, то при введении лития может идти совместная реакция:
Удаление газов из раствора в сплаве путем введения растворимых веществ, реагирующих с растворенным газом

Исследование, выполненное под руководством автора научным сотрудником А.А. Иванкиным, показало, что образующийся по этой реакции (70) гидрат окиси лития в случае запутывания в металле в дальнейшем понижает коррозионную стойкость меди. Микрошлифы, оставленные при комнатной температуре в воздушной атмосфере, уже по прошествии 2—3 дней обнаруживают признаки коррозии по местам залегания включений продуктов реакций (рис. 61).
Таким образом, литий может служить примером дегазатора, отчасти удаляющего водород из меди в виде избыточного гидрида лития и отчасти удерживающего его в растворе в твердой меди.
Удаление газов из раствора в сплаве путем введения растворимых веществ, реагирующих с растворенным газом

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: