【学习课件】第二次课造锍熔炼的理论基础-副本
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有色金属熔炼和铸造一. 基本原理1.熔炼和铸造的定义:熔炼的含义:就是将各种胚锭通过加温重熔的方法,实现由固态向液态转变的同时,进行合金化的过程.在熔炼的过程中,将实现净化除杂的目的.铸造的含义:将符合铸锭要求的金属熔体通过转注工具浇入到具有一定形状的铸模 中,使熔体在重力场或外力场的作用下充满模腔,冷却并凝固成型的工艺过程.它不仅要实现外部定型,而且还要实现对内部的微观组织结构的调控.二. 铝及其合金的熔炼1.熔炼的传热过程铝的熔点虽然很低(660℃),但由于熔化潜热(395.56kJ/kg)、固态热容(1.1386kJ/kg. ℃)和液态热容(1.046kJ/kg. ℃)都较高,而铝的黑度是铜铁的1/4,所以铝熔炼耗能大,很难实现理想的热效率。
热的传递方式有三种,传导、对流和辐射。
要提高金属的受热量,一方面提高炉温,这对炉体和熔体都不利,另一方面铝的黑度小,故提高辐射传热也是有限的,因此只能着眼于增大对流的传热系数(αc),它与气流速度的关系:αc=5.3+3.6v[kJ/(m2 h.℃)] V<5m/s时αc=647+v0.78 [kJ/(m2 h.℃)] V>5m/s时可见提高燃烧的气流速度是有效的。
2.合金元素的溶解和蒸发熔炼温度下(700℃)几种元素在铝中的扩散系数为(cm2/s):Ti:0.66,Mo:1.38(760℃),Co:0.79,Ni:1.44,Si:14.4,通常情况下,与铝形成易熔共晶的元素,一般较易熔解,与铝形成包晶转变的,特别是熔点相差大的元素较难于溶解。
在相同溶解条件下,一般蒸气压高的元素容易挥发,可把常用的铝合金分为两组:Cu、Cr、Fe、Ni、Ti、Si、V、Zr等元素的蒸气压比铝的小,蒸发慢,Mn、Li、Mg、Zn、Na、Cd等元素蒸气压比铝的大,容易蒸发,在熔炼过程中损失较大。
3.熔炼的吸气过程铝—氧反应金属以熔融态或半熔融态暴露于炉气中并与之相互作用时间越长,往往造成金属大量吸气,氧化和形成其它非金属夹杂,其反应分为:吸附、界面反应和熔解(扩散)。