真空感应悬浮熔炼实验
3页1、i一、实验目的|1、了解真空感应悬浮熔炼实验的基本原理;2、掌握真空感应悬浮熔炼的操作方法。;二、真空感应熔炼的特点真空感应熔炼作为一个高温冶金过程有很大的优越性,因为它有坚实的热力学基础。咋非真空感应熔i炼过程中,只有控制金属液的温度,而在真空过程中,温度和压力两者都可以控制。与大气熔炼相比真空感应熔炼有以下优缺点::1、能够比较彻底地清除钢液中的气体装根据物理化学中的气体熔解定律,对于双原子气体(H2,N2)来说,它们在钢液中的溶解量是炉气中该种气体的分压力的平方根成正比的,其间的关系可用下式表示:订(H)=k1PH1/2(N)=k2PN1/2线式中:(H)(N)为氢和氮在钢液中的溶解量;PH、PN为炉气中氢和氮的分压力;k1、k2为平衡常数。;由上式可见,当降低炉气中氢气和氮气的分压力时,钢液中的气体含量就会随之减少。如果炉气中的;真空度很高(即pHO,pNO)时,则钢液中的含气就可以降低到很低的程度。例如,实验结果表明,只:要真空度达到10um汞柱时,钢中氢的含量可以降低至1ppm以下。i2、钢液可以充分脱氧和降碳i由于钢液的熔化过程是在真空条件下进行,钢液中元素的氧化程度很轻
2、微。因此,只要炉料很干净,;所练出的钢,氧化夹杂物就会很少。另一方面,在真空条件下,碳的脱氧能力比常压下大为提高。这是因为碳的氧化反应:C+FeCO+Fe所生成的一氧化碳被抽走,因而使得反应进行得很彻底,钢液脱氧良好。:3、金属元素的蒸发;液态合金中每种元素都有一定的蒸气压,当蒸气压超过外界压力时,元素就会蒸发。在大气熔炼的条:件下,只要极少数金属元素会发生显著的蒸发现象。但在真空条件下熔炼时,钢中蒸汽压较高的元素就会i发生显著的蒸发现象,结果会造成钢液化学成分控制的困难。;4、坩埚材料的沾污:在真空熔炼条件下,炉衬耐火材料会被钢液所侵蚀,这种侵蚀主要表现为钢液中的碳被还原,其结果i是,还原产物进入钢液,使钢液的化学成分发生变化。这种现象称为钢液的沾污。在酸性炉衬上,钢液侵:蚀耐火材料的现象特别显著。酸性炉衬中的SiO2会被碳所还原:2(C)Fe+(SiO2)-(Si)Fe+2CO2f这一反;应在大气熔炼条件下,由于CO的分压力较高,所以反应进行受到限制。而在真空条件下,由于cO2的分压力接近于零,因而促使反应进行。反应结果使钢液的含量降低,同时使含硅量提高。i实验名称:真空感应悬浮熔
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