(1) 在真空环境下,碳的行为很有意思。在常压下,碳的脱氧能力较弱,因此常用金属脱氧剂(如硅、铝等)来进行沉淀脱氧,但硅、铝脱氧后形成的氧化物夹杂会部分残留在钢中,降低钢的纯洁度。在一般条件下,当钢中〔C〕=0.20%,与之平衡的〔O〕=0.01%,当钢中〔C〕降低时,与之平衡的〔O〕还要升高,而现今有些特殊用途的钢和合金中的氧含量要求又远低于0.01%,因而在一般条件下仅用碳来脱氧是达不到脱氧要求的。 透射电镜制样
K=P CO/(a c ·a O)= P CO/(〔%C〕·f C·〔%O〕·f O)
即:〔%C〕·〔%O〕= P CO/K
空转锁
地区搜索由于K值在某一温度下是一常数,当将炉内CO不断抽走,即降低炉内的P CO,〔%C〕·〔%O〕的数值也会同时降低,即在真空条件下,碳氧反应会进行的更完全。当气相压力降至0.1atm时,碳的脱氧能力可超过硅;若气相压力降至133.322Pa时,碳的脱氧能力可超过铝。但碳的脱氧能力并不会随着真空度的提高而无限制的提高,因为只有液气分界面的碳氧反应仅只遵循上述热力学原理,金属液体内部的碳氧反应不仅遵循上述热力学原理,还要受到动力学条件的约束。金属液体内部如果要形成CO气泡,那么CO的生成压必须大于炉气压力、气泡产生处金属液柱的静压力和表面张力造成的压力之和。因而仅减小炉气压力(即增加真空度)是不够的,此时限制碳脱氧的主要因素是表面张力和静压力。
此原理不仅能降低溶解于金属中的氧,还能还原金属夹杂中的氧,如: MnO+〔C〕→〔Mn〕+CO↑
SiO2+2〔C〕→〔Si〕+2CO↑
Al2O3+3〔C〕→2〔Al〕+3CO↑
同时,真空下碳这一特性也会作用于坩埚耐火材料。在真空熔炼的精炼期,此时熔池处于高温、高真空下,炉衬中的氧化物及杂质会分解并与碳发生还原反应。因而坩埚材料的选择很重要。
由于以上过程的存在,反过来也会消耗〔C〕,降低钢中〔C〕。
(2)真空下的脱气:
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金属中的气体是指溶解在其中的氢和氮而言。氢和氮在空气中以分子状态存在,在金属中则以单原子或离子状态存在,这种双原子气体在金属中的溶解度与气体分压力的平方根成正比。
刮奖卡制作〔%H〕=K H√P H2