Stan ciekły to stan pośredni pomiędzy stanem stałym a stanem gazowym.Metale stałe składają się z wielu ziaren, metale gazowe składają się z pojedynczych atomów przypominających elastyczne kule, a metale ciekłe składają się z wielu grup atomów.
1. Charakterystyka strukturalna metali ciekłych
Stan ciekły to stan pośredni pomiędzy stanem stałym a stanem gazowym.Metale stałe składają się z wielu ziaren kryształów, metale gazowe składają się z pojedynczych atomów przypominających sprężyste kule, a metale ciekłe składają się z wielu grup atomowych, a ich struktury mają następujące cechy
(1) Każda grupa atomowa ma od kilkunastu do setek atomów, co nadal utrzymuje silną energię wiązania w grupie atomowej i może utrzymać cechy układu ciała stałego.Jednak wiązanie między grupami atomowymi jest znacznie zniszczone, a odległość między grupami atomowymi jest stosunkowo duża i luźna, jakby były dziury.
(2) Grupy atomowe tworzące ciekły metal są bardzo niestabilne, czasami rosną, a czasami maleją.Możliwe jest także pozostawienie grup atomowych w grupach i dołączenie do innych grup atomowych lub utworzenie grup atomowych.
(3) Średni rozmiar i stabilność grup atomowych są powiązane z temperaturą.Im wyższa temperatura, tym mniejsza średnia wielkość grup atomowych i gorsza stabilność.
(4) Kiedy w metalu znajdują się inne pierwiastki, ze względu na różne siły wiązania między różnymi atomami, atomy o silniejszych siłach wiązania mają tendencję do gromadzenia się i jednoczesnego odpychania innych atomów.Dlatego też dochodzi do niejednorodności składu pomiędzy grupami atomowymi, czyli wahań stężeń, a czasami tworzą się nawet związki niestabilne lub stabilne.
2. Topienie i rozpuszczanie
Podczas procesu wytapiania stopu zachodzą jednocześnie dwa procesy topienia i rozpuszczania.Gdy stop zostanie podgrzany do określonej temperatury, zaczyna się topić, a jego stan termodynamiczny ulega przegrzaniu.Rozpuszczanie oznacza, że stały metal ulega erozji przez stopiony metal i wchodzi do roztworu, aby zrealizować proces transformacji ciała stałego w ciecz.Rozpuszczanie nie wymaga ogrzewania, ale im wyższa temperatura, tym większa szybkość rozpuszczania.
W rzeczywistości tylko wtedy, gdy temperatura topnienia pierwiastka stopowego jest wyższa niż temperatura roztworu stopu miedzi, proces wprowadzania pierwiastka stopowego do stopu jest procesem czystego rozpuszczania.W stopach miedzi, na przykład, uważa się, że składniki żelaza, niklu, chromu i manganu, jak również pierwiastki niemetaliczne, krzem, węgiel itp., podlegają procesowi rozpuszczania.W rzeczywistości zarówno procesy topienia, jak i rozpuszczania zachodzą jednocześnie, przy czym proces rozpuszczania wspomaga proces topienia.
Na szybkość rozpuszczania metalu wpływa wiele czynników.
Po pierwsze, im wyższa temperatura, tym korzystniejsze jest rozpuszczanie.
Po drugie, jest to związane z powierzchnią rozpuszczanego obiektu, im większa powierzchnia, tym większa szybkość rozpuszczania.
Szybkość rozpuszczania metalu jest również powiązana z ruchem stopu.Gdy stopiony materiał płynie, szybkość rozpuszczania jest większa niż metalu w statycznym stopionym materiale, a im szybszy przepływ stopu, tym większa będzie szybkość rozpuszczania.
Rozpuszczanie i stopowanie
Kiedy po raz pierwszy wytwarzano stopy, sądzono, że topienie należy rozpocząć od składników, które są trudne do stopienia (i mają wysokie temperatury topnienia).Na przykład, gdy po raz pierwszy wytwarzano stopy miedzi z niklem o zawartości 80% i 20% niklu, najpierw stopiono nikiel o temperaturze topnienia 1451°C, a następnie dodano miedź.Niektórzy topią miedź i podgrzewają ją do 1500 ℃ przed dodaniem niklu do topienia.Po opracowaniu teorii stopów, zwłaszcza teorii roztworów, odrzucono powyższe dwie metody topienia.
Osadzanie pierwiastków niestopowych
Istnieje wiele przyczyn ciągłego wzrostu i wytrącania się pierwiastków niestopowych w metalach i stopach.
Zanieczyszczenia wprowadzone do wsadu metalicznego
Nawet jeśli odpady technologiczne powstałe w procesie produkcyjnym naszego zakładu będą wykorzystywane wielokrotnie, zawartość pierwiastków zanieczyszczających we wsadzie będzie z różnych powodów stale rosnąć.Jeśli chodzi o mieszanie materiałów lub używanie dużych ilości zakupionych materiałów o niejasnym pochodzeniu, możliwe zanieczyszczenia i możliwe skutki są często jeszcze bardziej nieprzewidywalne.
Niewłaściwy dobór materiału wyłożenia pieca
Niektóre pierwiastki w stopie mogą z nimi reagować chemicznie w temperaturze topnienia.
Czas publikacji: 18 lutego 2022 r