» » Удаление газа из раствора в металле охлаждением
02.02.2017

В большинстве случаев растворимость газов в металлах и сплавах с повышением температуры возрастает. Для таких сплавов поэтому можно пользоваться в случае необходимости охлаждением расплавленного сплава с целью удаления газа из раствора. В особенности резкое снижение содержания газа в металле, как было уже указано, наблюдается при охлаждении до кристаллизации. Правда, небольшое количество газа может при этом задержаться в пересыщенном растворе, но большая часть его может быть удалена.
На практике нередко применяют такого рода охлаждение или двойную переплавку для получения сплава без большого количества газа в растворе. При этом пользуются двумя приемами. В одних случаях сплав, приготовленный обычным способом, в условиях, часто значительно отличающихся от оптимальных, охлаждают в атмосфере, не содержащей растворимого в металле газа до кристаллизации — частичной или полной; при этом большая часть газа из раствора выходит. В дальнейшем металл быстро вновь расплавляют и доводят до температуры литья в тщательно соблюдаемых условиях, главным образом при этом обращают внимание на регулирование состава атмосферы. За короткий промежуток времени, который требуется для повторного расплавления уже нагретого металла при отсутствии в атмосфере печи значительных количеств растворимого в металле газа, нового поглощения газа практически можно не допустить и получить сплав с малым содержанием газа в растворе.
В других случаях сплав, получившийся во время плавки с содержанием значительных количеств газа в растворе, отливают в виде чушек с тем, чтобы их (иногда еще не охладившиеся, а только затвердевшие) вновь переплавить в тщательно регулируемых условиях температуры и атмосферы и получить беспузыристые слитки.
Оба эти способа применяются в тех случаях, когда плавка ведется в условиях не вполне строгого соблюдения оптимальных требований и в тех случаях, когда более совершенные способы дегазации почему-либо не могут быть применены. Недостатком этих способов является затрата значительного труда и времени, а также топлива при повторном расплавлении.
Во время рафинирования меди, содержащей серу, как упоминалось выше, не удается удаление примесей довести до конца, применяя только окисление металла и шлакование окислов примесей. Образующийся при окислении в результате реакции (36) полусернистой меди с закисью меди сернистый газ частично растворяется в меди. Реакция (36) не доходит до конца, так как этому препятствует растворившийся в металле сернистый газ. Для его удаления из раствора иногда применяется охлаждение ванны до кристаллизации.
Так как с понижением температуры растворимость газа уменьшается, то при охлаждении ванны до затвердевания — частичного или полного — сернистый газ удаляется.
В большинстве случаев практического применения рассматриваемого способа удаления газа из раствора его объединяют со способом дегазации путем создания пониженного парциального давления растворимого в металле газа в атмосфере печи.
Таким образом, охлаждение металла для удаления газа из раствора оправдывается типовой теоретической кривой растворимости газов в зависимости от температуры. При охлаждении металла, содержащего в растворе газ, растворимость падает, и избыточный газ выделяется из раствора. Эффект такого рода дегазации, правда, несколько снижается вследствие образования пересыщенных растворов газа в металле, но все же и в этом случае значительное количество газа может быть из раствора в металле удалено.