Stan ciekły jest stanem pośrednim między stanem stałym a stanem gazowym.Metale stałe składają się z wielu ziaren, metale gazowe składają się z pojedynczych atomów przypominających elastyczne kulki, a metale ciekłe składają się z wielu grup atomów.
1. Charakterystyka strukturalna ciekłych metali
Stan ciekły jest stanem pośrednim między stanem stałym a stanem gazowym.Metale stałe składają się z wielu ziaren krystalicznych, metale gazowe składają się z pojedynczych atomów, które przypominają sprężyste kulki, a metale ciekłe składają się z wielu grup atomowych, a ich struktury mają następujące cechy
(1) Każda grupa atomowa ma od kilkunastu do kilkuset atomów, co nadal utrzymuje silną energię wiązania w grupie atomowej i może zachować charakterystykę ułożenia 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, czasem rosną, a czasem maleją.Możliwe jest również pozostawienie grup atomowych w grupach i dołączenie do innych grup atomowych lub utworzenie grup atomowych.
(3) Średnia wielkość i stabilność grup atomowych jest związana 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 występuje również niejednorodność składu między grupami atomowymi, czyli fluktuacje stężeń, a czasem powstają nawet niestabilne lub stabilne związki.
2. Topienie i rozpuszczanie
Podczas procesu wytapiania stopu zachodzą jednocześnie dwa procesy topienia i rozpuszczania.Kiedy stop jest podgrzewany do określonej temperatury, zaczyna się topić, a jego stan termodynamiczny jest przegrzaniem.Rozpuszczanie oznacza, że stały metal ulega erozji przez stopiony metal i wchodzi do roztworu, aby zrealizować proces przemiany 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 czystym procesem rozpuszczania.Rozumie się, że w stopach miedzi składniki takie jak żelazo, nikiel, chrom i mangan, jak również pierwiastki niemetaliczne, takie jak krzem, węgiel itp., rozpuszczają się.W rzeczywistości zarówno procesy topienia, jak i rozpuszczania zachodzą jednocześnie, przy czym proces rozpuszczania sprzyja procesowi topienia.
Istnieje wiele czynników, które wpływają na szybkość rozpuszczania metalu.
Po pierwsze, im wyższa temperatura, tym korzystniejsze jest rozpuszczanie.
Po drugie, jest to związane z powierzchnią rozpuszczanego obiektu, im większa powierzchnia, tym szybsze tempo rozpuszczania.
Szybkość rozpuszczania metalu jest również związana z ruchem stopu.Gdy stop płynie, szybkość rozpuszczania jest większa niż szybkość metalu w statycznym stopie, a im szybciej stop płynie, tym większa będzie szybkość rozpuszczania.
Rozpuszczanie i stapianie
Kiedy po raz pierwszy wytwarzano stopy, uważano, 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.Niektóre topią miedź i podgrzewają ją do 1500 ℃ przed dodaniem niklu do topienia.Po opracowaniu teorii stopów, a zwłaszcza teorii roztworów, zrezygnowano z dwóch powyższych metod topienia.
Osadzanie pierwiastków niestopowych
Istnieje wiele przyczyn ciągłego wzrostu i wytrącania pierwiastków niestopowych w metalach i stopach.
Zanieczyszczenia wprowadzone do wsadu metalu
Nawet jeśli odpady procesowe powstające w procesie produkcyjnym naszego zakładu będą wykorzystywane wielokrotnie, zawartość pierwiastków zanieczyszczających we wsadzie będzie z różnych przyczyn nadal wzrastać.Jeśli chodzi o mieszanie materiałów lub stosowanie 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 reagować chemicznie z nimi w temperaturze topnienia.
Czas postu: 18-02-2022