若在镁液中添加少量的Be可以提高镁熔体的抗氧化能力。这是因为Be是镁的表面活性元素，富集于镁熔体表面，致使熔体表面含Be量为合金的10倍，并优先氧化。BeO的致密度系数α=1.7l，故BeO充填于氧化膜孔隙中形成致密的复合氧化膜。氮还能与镁合金中的元素反应，生成氮化物，形成非金属夹渣，影响金属的纯度，直接影响合金的耐蚀性和组织上的稳定性。实验研究表明，在700℃下采用密封坩埚熔炼镁合金，CO2的防护性尚好。......
2025-09-29
铜合金熔炼过程中的氧化、吸气和夹杂问题
【摘要】：铜及其合金在熔炼时具有氧化性、挥发性、吸气性和吸杂性。铜合金的熔炼温度通常在1000℃以上，在这一温度下，CuO的分解压约为0.01Pa，远低于大气中氧的分解压21000Pa，因此在空气氛围中熔炼铜及其合金，将难以避免氧化。铜合金在熔炼过程中所存在的上述特点都会降低熔炼质量，应采取适当的措施尽量将损失降至最低。
铜及其合金在熔炼时具有氧化性、挥发性、吸气性和吸杂性。
1.氧化性
金属氧化性强弱是由氧化物生成自由能变化、分解压力或氧化物的生成焓决定的。氧化物生成自由能变化和分解压力越小，金属越容易氧化。铜合金的熔炼温度通常在1000℃以上，在这一温度下，CuO的分解压约为0.01Pa，远低于大气中氧的分解压21000Pa，因此在空气氛围中熔炼铜及其合金，将难以避免氧化。
反应生成的氧化亚铜（Cu2O）有以下三个特点：
1）在熔炼温度下不断溶入铜液，将O带入合金液，直到饱和溶解度为止，此时不再溶解，而以游离的Cu2O浮在铜液表面（Cu2O密度约为6g/cm3，轻于一般铜合金）。
2）O在固态纯铜中的溶解度极小，在O含量极微的情况下，和α铜形成共晶体、共晶点的O含量为0.39%。当溶有O的铜液凝固时，O又以（α+Cu2O）共晶体形式析出在α-Cu的晶界上。这种脆性Cu2O夹杂物使铜的塑性和导电性能显著降低，如果合金中含有H，则Cu2O和H在凝固阶段将大量析出，并在晶界处产生以下化学反应：
反应生成的氧化亚铜（Cu2O）有以下三个特点：
1）在熔炼温度下不断溶入铜液，将O带入合金液，直到饱和溶解度为止，此时不再溶解，而以游离的Cu2O浮在铜液表面（Cu2O密度约为6g/cm3，轻于一般铜合金）。
2）O在固态纯铜中的溶解度极小，在O含量极微的情况下，和α铜形成共晶体、共晶点的O含量为0.39%。当溶有O的铜液凝固时，O又以（α+Cu2O）共晶体形式析出在α-Cu的晶界上。这种脆性Cu2O夹杂物使铜的塑性和导电性能显著降低，如果合金中含有H，则Cu2O和H在凝固阶段将大量析出，并在晶界处产生以下化学反应：
反应生成的水蒸气促使铸件在凝固时膨胀、组织疏松、产生大量气孔和晶间显微裂纹，引起纯铜严重脆化（氢脆）。
3）与铜液中的大多数合金的氧化物相比，Cu2O的分解压要高得多，因此这些合金元素将与溶入铜液中的O发生反应生成氧化物，如Al2O3、SiO2、MnO、ZnO、SnO、PbO、P2O5。这些氧化物大多熔点很高，以固态悬浮弥散在铜液中，不易自行排出，以致在铸件中形成夹杂物而降低其力学性能和气密性。
2.吸气性
气体（主要是H2和O2）在铜合金熔体中的溶解度随温度的升高而增大，熔炼温度越高则铜液吸气量越大。因此，在保证铸件成形完整的前提下应当尽量降低熔炼温度，缩短浇注前的停留时间。研究表明，铜合金中的一些元素，如Ni、Fe、Mn等对H有很强的亲和力，这些元素的存在提高了合金的含气量。而一些与气体亲和力小的元素，如Al、Sn、Zn、Pb等对合金的含气量没有明显的影响。
（1）铜与H的作用
H在铜中的溶解度随温度升高而增大，凝固时H的溶解度降低，析出H2形成气孔。H含量不高时形成分散的细小针孔，而当H含量很高时，将形成集中的大气泡。
铜液中的H主要来自炉气中的游离氢（水蒸气分解）及碳氢化合物（煤气、重柴油挥发物）。碳氢化合物与铜液相遇很易分解成C及H，析出的H即溶入铜液。
铜液中加入不同元素，对H的溶解度有不同影响。某些合金元素如Sn、Al能减少H在铜中的溶解度，而Ni则增加溶解度。铜液中含P时，将与水蒸气发生反应，形成的H即溶入铜液中。所以P含量高的铜合金易增加H2气孔。含Zn的铜液虽会发生Zn与水蒸气的反应而析出H，但因Zn的蒸气压较大，含Zn化合物也汽化，使H在铜液中的溶解度显著降低。当合金中Zn含量较高时，能完全防止溶氢发生，因而避免了H2气孔的产生。
（2）铜与水蒸气的作用
水蒸气不能直接溶入铜液中，但在熔化状态下，水蒸气能与铜液发生如下反应：(https://www.chuimin.cn)
反应生成的水蒸气促使铸件在凝固时膨胀、组织疏松、产生大量气孔和晶间显微裂纹，引起纯铜严重脆化（氢脆）。
3）与铜液中的大多数合金的氧化物相比，Cu2O的分解压要高得多，因此这些合金元素将与溶入铜液中的O发生反应生成氧化物，如Al2O3、SiO2、MnO、ZnO、SnO、PbO、P2O5。这些氧化物大多熔点很高，以固态悬浮弥散在铜液中，不易自行排出，以致在铸件中形成夹杂物而降低其力学性能和气密性。
2.吸气性
气体（主要是H2和O2）在铜合金熔体中的溶解度随温度的升高而增大，熔炼温度越高则铜液吸气量越大。因此，在保证铸件成形完整的前提下应当尽量降低熔炼温度，缩短浇注前的停留时间。研究表明，铜合金中的一些元素，如Ni、Fe、Mn等对H有很强的亲和力，这些元素的存在提高了合金的含气量。而一些与气体亲和力小的元素，如Al、Sn、Zn、Pb等对合金的含气量没有明显的影响。
（1）铜与H的作用
H在铜中的溶解度随温度升高而增大，凝固时H的溶解度降低，析出H2形成气孔。H含量不高时形成分散的细小针孔，而当H含量很高时，将形成集中的大气泡。
铜液中的H主要来自炉气中的游离氢（水蒸气分解）及碳氢化合物（煤气、重柴油挥发物）。碳氢化合物与铜液相遇很易分解成C及H，析出的H即溶入铜液。
铜液中加入不同元素，对H的溶解度有不同影响。某些合金元素如Sn、Al能减少H在铜中的溶解度，而Ni则增加溶解度。铜液中含P时，将与水蒸气发生反应，形成的H即溶入铜液中。所以P含量高的铜合金易增加H2气孔。含Zn的铜液虽会发生Zn与水蒸气的反应而析出H，但因Zn的蒸气压较大，含Zn化合物也汽化，使H在铜液中的溶解度显著降低。当合金中Zn含量较高时，能完全防止溶氢发生，因而避免了H2气孔的产生。
（2）铜与水蒸气的作用
水蒸气不能直接溶入铜液中，但在熔化状态下，水蒸气能与铜液发生如下反应：
反应生成的Cu2O溶入铜液，而H以原子态[H]溶入铜液。
3.吸杂性
在熔炼过程中，铜合金熔体直接与熔炼工具以及熔剂直接接触，因此很容易吸收夹杂。选择酸性炉衬熔炉熔炼各种铜合金，合金的Si含量增加；利用含S的煤气或者重柴油燃料熔炼铜合金，则会明显提高铜合金中S的含量；木炭和米糠在熔炼时常作为覆盖剂使用，它们会增加铜合金的C含量和P含量。而这些杂质的存在使得材料的化学成分变差，降低材料的使用性能。
铜合金在熔炼过程中所存在的上述特点都会降低熔炼质量，应采取适当的措施尽量将损失降至最低。
反应生成的Cu2O溶入铜液，而H以原子态[H]溶入铜液。
3.吸杂性
在熔炼过程中，铜合金熔体直接与熔炼工具以及熔剂直接接触，因此很容易吸收夹杂。选择酸性炉衬熔炉熔炼各种铜合金，合金的Si含量增加；利用含S的煤气或者重柴油燃料熔炼铜合金，则会明显提高铜合金中S的含量；木炭和米糠在熔炼时常作为覆盖剂使用，它们会增加铜合金的C含量和P含量。而这些杂质的存在使得材料的化学成分变差，降低材料的使用性能。
铜合金在熔炼过程中所存在的上述特点都会降低熔炼质量，应采取适当的措施尽量将损失降至最低。
相关文章
- 详细阅读
-
熔炼过程偏析问题分析详细阅读
有人研究了Ti-10V-2Fe-3Al合金的熔炼偏析。下文简要分析几种常见的偏析及形成原因，以帮助在熔炼过程中进行防范。真空自耗电弧炉熔炼钛锭偏析缺陷普遍存在。虽然人们已采取各种防范措施，但由于合金成分、原料状况、工序质量控制、实际熔炼条件、员工操作水平等各不相同，仍不可避免地会出现一些宏观和微观偏析，这是VAR法固有的缺点。可以用冷床炉熔炼方法来改善铸锭的偏析。......
2025-09-29
-
熔炼过程中的金属损耗控制技巧详细阅读
在合金的真空熔炼过程中，元素的挥发损失将主要是Al元素的挥发损失。真空熔炼的目的是避免气氛中间隙元素对合金的污染，而TiAl合金熔体中的主要成分铝具有较高的饱和蒸气压，在真空熔炼过程中极易产生挥发损失，严重影响合金成分的准确性，而且挥发产物污染真空系统。因此熔炼TiAl合金时，为了防止合金熔体中铝的沸腾，真空度不宜过高，应不超过临界值。......
2025-09-29
-
故障原因分析：实验过程中的常见问题详细阅读
过电流跳闸的原因分析在重新启动时，一开始升速就跳闸。主要原因有负载侧短路、工作机械卡住、逆变管损坏、电动机起动转矩小、拖动系统转不起来。2）欠电压跳闸，可能的原因有：电源电压过低；电源断相；整流桥故障。当使用外接给定信号时，必须由起动按钮或其他触点来控制其起动。3）其他原因：机械有卡住现象；电动机的起动转矩不够；变频器的电路故障。......
2025-09-29
-
网络模型和问题陈述的优化方案详细阅读
模拟C-RoFN中的节点包括移动终端、微基站、宏基站、波长选择开关和PU。与模拟场景相比，数字C-RoFN具有不同的传输和调制过程。图7-5模拟C-RoFN中的波长和频谱资源占用为了提高两种模型的可用性，我们考虑必须在PU或具有计算功能的节点中处理服务需求，其中包括数据备份或计算的应用。TRi+1是TRi之后到达网络的下一个请求。结果是Pw和Pb，分别表示请求的工作路径和备份路径。......
2025-09-29
-
时尚、性别和性问题：探究当代社会的挑战详细阅读
时尚、性及性别问题也是鲍德里亚时尚研究中的重要内容。鲍德里亚主张时尚产生于主体内在的激情和冲动，这使得时尚和性激情、性冲动具有了某种同质性，但是两者内在属性的相似导致两者之间不是合谋的关系，而是竞争性的对手关系，最终时尚战胜了性。鲍德里亚认为，妇女的解放和时尚的流行同时发生，其结果是随着妇女脱离被歧视的地位，整个社会开始女性化了。......
2025-09-29
-
热喷涂过程中的噪声和弧光危害详细阅读
热喷涂过程中，等离子喷涂、高速燃气喷涂、爆炸喷涂所产生的噪声最大。表7-1 热喷涂典型设备的噪声等级表7-2 允许噪声持续时间2.弧光等离子电弧温度高、热量集中。等离子弧是强烈的光辐射源，它可以透过一般的布而使皮肤受到灼伤。亚弧焊时的红外线强度、紫外线强度分别为普通电焊时的1.5～2倍和5～30倍。等离子弧光对人体的危害主要表现为对视网膜和皮肤的灼伤。......
2025-09-29
- 详细阅读
相关推荐