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合金熔炼综合实验报告一、实验目的：1.了解合金熔炼的基本原理和步骤；2.学习掌握合金熔炼实验装置的使用方法；3.通过实验探究不同合金组成对熔化温度和熔化时间的影响；4.总结合金熔炼过程中可能出现的常见问题及解决方法。
二、实验原理：合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属组成的固溶体。
合金的熔化温度和熔化时间是影响合金熔炼结果的重要因素。
较高的熔化温度和较长的熔化时间可促进金属的混合和相互溶解，从而得到更均匀的合金组织。
三、实验装置和材料：1.熔炼炉：用于提供熔融金属的高温环境；2.熔炼容器：用于加入和熔化金属的容器；3.坩埚：用于容纳和烧融金属的陶瓷容器；4.计时器：用于测量熔化时间；5.温度计：用于测量熔融金属的温度；6.金属样品：用于制备合金的金属材料。
四、实验步骤：1.根据实验要求选择所需的金属样品并称量；2.将选好的金属样品放入熔炼容器中，并将其放入熔炼炉中；3.调节熔炼炉的温度并使用温度计实时监测熔融金属的温度；4.启动计时器并记录熔化时间；5.熔融金属完全熔化后，关闭计时器并将熔炼容器从炉中取出；6.待熔化的金属冷却后，取出样品进行金相显微镜观察和组织分析。
五、实验结果与分析：在实验过程中，我们选取了铜和锌两种金属样品进行熔炼实验。
首先，我们称量了相应比例的铜和锌样品，然后放入坩埚中。
接着我们将坩埚放入熔炼容器中，并调节熔炼炉的温度。
经过实验发现，熔融金属的温度和熔化时间对合金的形成有重要影响。
温度过低或熔化时间过短，容易导致合金成分不均匀，无法达到所需的强度和性能要求。
因此，在实际操作中，需要根据金属样品的特性和所需合金的性能，合理选择熔化温度和熔化时间。
六、问题与解决：1.熔化温度不够：可以适当提高熔炼炉的温度，确保金属样品完全熔化；2.熔化时间过长：可以增大金属样品的表面积，缩短熔化时间；3.合金成分不均匀：可以在熔化过程中进行搅拌，促进金属的混合和相互溶解；4.金属损失较大：可以采用封闭式熔炼装置，减少金属样品的氧化和挥发。
这么多年来，在众多巴氏合金使用的过程中，已经被大多数人接受、认可。
但是就经验来说，巴氏合金在使用的过程中会遇到一些问题，不过只要能够找到原因便能够解决。
另外就是巴氏合金在熔炼的过程中有一些需要注意的事项，特别是一些细节更加需要注意。
1、清除切屑中的油污、夹杂物、氧化物。
熔炼温度达到200 摄氏度以上时, 油污即开始挥发、沸腾, 随后燃烧除掉。
余下的残渣、夹杂物、氧化物可以利用金属本身和悬浮物两者比重的差异可以将后者从金属中清除出来。
2、金属熔炼时使用熔剂如松香以避免金属氧化, 但熔剂也可以用来消除熔化金属中悬浮的杂质、除气或改变金属的成分和结晶组织。
如熔炼巴氏合金切屑时, 加入一些氯化氨(NH4Cl) , 产生的氨气、氢气或水蒸气在金属液体中形成很多小气泡, 悬浊的氧化夹杂物遇到它们时就吸附在上面随同上升,或被上升的气泡推顶到液面而被清
除掉。
3、利用铁磁性来清除杂质。
如铸铁、钢铁细粒的清除, 由于钢铁属于磁性物质, 能被强烈吸引, 而巴氏合金属于抗磁性物质, 被磁场所微弱排斥, 若巴氏合金切屑和铁屑混合在一起时, 可将切屑在熔炼前用强磁场把铁屑清除掉。
4、熔炼结束前, 应检查、分析合金主要成分是否符合该合金牌号的含量。
若某一主要元素缺乏, 可将该金属加入到合金熔液中进行冶炼, 以保证巴氏合金的成分。
真空熔炼TiAl金属间化合物过程中合金元素的挥发行为摘要：真空熔炼的目的是防止金属间化合物的污染。
但在真空中，钛和铝合金中铝的挥发性损失将影响金属间化合物的组成精度。
用钛和铝合金的活动系数计算了钛和铝合金中钛和铝元素的挥发性损失速率。
关键词：TiAl金属间化物；真空熔炼；元素挥发最初的TiA合金已经成为航空、汽车工业领域的新一代替代材料，因为它们的密度很低，而且在高温下性能很好。
然而它的应用受到环境温度低可塑性和初始合金高温氧化强度低的阻碍。
一、ＴｉＡｌ合金的特点及发展基本TiA合金的密度为3.85-4.2 g/cm3，低于纯钛，低于镍基热合金密度的50%。
它具有轻巧性、特殊强度、耐磨性、耐火性、抗氧化性等优点，在室温和高温下具有良好的热力学性能。
它有望应用于航空航天、武器制造和汽车工业。
在20世纪50年代早期，人们发现高质量的合金具有良好的抗氧化和高温性能，但由于其在环境温度下的低可塑性，研究进展非常缓慢。
直到80年代初，第一代TiAl合金，即在48Al 1V it-0.3 C在美国设计，以便除其他外，改善环境，TiAl破裂，但含有塑料总体业绩的弹性，未满足的合金的实际需要，因此从根本上改变它的实验室分析。
第二代以铸造TiAl合金为主，与第一代TiAl合金相比，表现突出的优势在760℃比强度、蠕变强度，抗氧化，改善高温的性能结构有望取代镍基高温合金。
第二代主要合金为ti-48al-2cr-2nb铸造合金，由美国空军和GE公司联合开发。
通过添加Cr和Nb元素，提高了合金在室温下的强度、塑性和抗氧化性。
目前，用该合金生产的零件已通过发动机试验。
此外，由Howmet开发的Ti-（45-47）al-2mn-2nb-0.8 TiB 2 XD是典型的第二代TiAl合金。
最初的TiAl合金被开发到第三代，由最初的锻造TiAl合金主导。
对合金成分设计的考虑更加全面，既提高了TiAl合金的室温可塑性，又提高了高温强度和氧化强度等性能。
AL 挥发温度简介AL（铝）是一种常见的金属元素，具有低密度、良好的导电和导热性能以及较高的可塑性。
在工业和日常生活中，铝广泛应用于建筑、航空、汽车等领域。
了解铝的挥发温度对于合理使用和处理铝材料至关重要。
挥发温度是指在一定的压力下，物质从固态或液态转变为气态的温度。
铝的挥发温度对于铝材料的加工、熔炼和应用具有重要影响。
本文将深入探讨铝的挥发温度及其影响因素。
铝的挥发温度铝的挥发温度是指在一定压力下，铝从固态或液态转变为气态的温度。
由于铝是一种金属，它不会在常规的大气压力下挥发。
然而，随着温度的升高，铝的蒸汽压会增加，当蒸汽压超过环境压力时，铝会开始挥发。
铝的挥发温度取决于多种因素，包括压力、纯度、晶体结构和加热速率等。
一般来说，纯度较高的铝在较低的温度下开始挥发。
铝的晶体结构也会影响其挥发温度，不同晶体结构的铝可能具有不同的挥发温度。
影响铝挥发温度的因素1. 压力铝的挥发温度与压力密切相关。
在较低的压力下，铝的蒸汽压较低，需要较高的温度才能达到挥发的条件。
而在较高的压力下，铝的蒸汽压增加，挥发温度相应降低。
因此，当需要控制铝的挥发温度时，需要考虑所处的压力环境。
2. 纯度纯度是影响铝挥发温度的另一个重要因素。
较高纯度的铝具有较高的熔点和挥发温度。
杂质和合金元素的存在会降低铝的挥发温度。
因此，在一些特殊应用中，需要使用高纯度的铝材料以确保其稳定性和可靠性。
3. 晶体结构铝具有不同的晶体结构，包括面心立方结构和体心立方结构。
这两种晶体结构的铝具有不同的挥发温度。
一般来说，面心立方结构的铝具有较低的挥发温度，而体心立方结构的铝具有较高的挥发温度。
晶体结构的选择对于控制铝的挥发温度具有重要意义。
4. 加热速率加热速率也会对铝的挥发温度产生影响。
较快的加热速率会使铝的挥发温度升高，而较慢的加热速率则会降低挥发温度。
这是因为较快的加热速率导致铝的晶体结构发生相变，从而改变了挥发温度。
应用了解铝的挥发温度对于合理使用和处理铝材料至关重要。
真空熔炼中海绵钛挥发物对真空系统的影响和解决方法文章通过对钛在真空熔炼时发生的真空泵组抱死，零件腐蚀等现象进行了细致的研究和分析，提出了预防此类故障发生的措施，降低了真空泵组故障率，提高了真空泵组的使用寿命。
标签：海绵钛；挥发物；机械泵；罗茨真空泵；油扩散喷射真空泵1概述钛是金属材料领域族群中的一支新秀，钛合金具有低密度、高比强度和比模量、高熔点、耐腐蚀、在高温时依然可以维持较高的强度和刚性，并具有良好的抗蠕变性和抗氧化性，是具有潜力的新一代高温结构材料，被誉为“太空金属”和“海洋金属”。
因此在航空航天、核工业、军事工业及冶金等领域有广泛的用途，是重要的战略物资，是高温领域中不能代替的材料。
2 实验与统计钛由于属于活性金属，容易和空气中氧发生反应，在熔炼中需处于真空熔炼设备中，真空熔炼最常用的方法包括真空感应熔炼、真空电弧熔炼、电子束熔炼、等离子熔炼、冷床熔炼等，这些设备的相同之处都需要真空泵组从系统中排除气体以获得真空，（如图1真空泵组示意图）。
在海绵钛的真空熔炼中，真空系统中会含有大量的粉尘和挥发物，这些物质和空气中的水和机械泵油混合在一起，对中机械设备和真空系统的的运行产生极大的危害，根据我们的实验和对真空系统故障的统计具体如下：圖1 真空泵组示意图2.1 腐蚀前级机械泵腔及滑阀（如图2所示），使两者间隙增大，机械泵的抽气速率被大大降低。
腐蚀机械泵的主轴轴承（如图3所示）、排气阀，使配合间隙变大，运行过程中震动变大，降低了机械泵使用寿命，容易发生密封漏气、漏油的现象。
腐蚀前级机械泵滑轨上的固定螺栓，在泵的运行过程中由于震动，容易脱落，造成泵腔划伤甚至报废。
图2 被腐蚀的泵腔图3 被腐蚀的轴承图4 被污染的真空泵油图5 附着在泵腔及转子表面的金属粉尘2.2 金属粉末进入前级机械泵泵油中，使泵油变的粘稠（如下图4所示），堵塞排气阀及滑阀油孔、磨损阀片，使泵体和滑阀发热，是前级机械泵发生抱死现象。
熔炼技术的工作原理及应用1. 熔炼技术的定义熔炼技术是一种将固体材料加热至其熔点，并使其转变为液态状态的工艺。
它是一项重要的采矿和冶金工艺，广泛应用于金属、非金属和合金等材料的生产过程中。
2. 熔炼技术的工作原理熔炼技术的工作原理基于材料的物理性质，主要包括以下几个步骤：2.1 加热熔炼过程最初需要对固体材料进行加热，通常使用高温燃烧器、电弧炉或感应炉等热源加热材料，使其达到熔点。
2.2 熔化一旦材料达到熔点，分子间的结构稳定性发生改变，固体材料逐渐熔化成液体，继续受热并保持液态。
2.3 分离杂质在熔融过程中，材料中的杂质往往会出现分离现象。
由于杂质的熔点通常与纯净材料的熔点不同，熔融过程中可以通过分离、过滤等方法将杂质从熔体中去除。
2.4 变形与凝固通过控制熔融材料的冷却速度，可以使其发生结晶凝固。
凝固过程中，熔体的物理性质会发生改变，从液态变为固态，形成具有特定形状和结构的固体材料。
3. 熔炼技术的应用熔炼技术在各个领域都有广泛的应用，以下是几个常见的应用领域：3.1 金属冶炼熔炼技术在金属冶炼领域中应用广泛。
金属冶炼过程中，熔炼技术可以将金属矿石中的有用金属分离出来，并通过精炼和铸造等工艺制备成所需的金属制品。
3.2 玻璃制造玻璃制造过程中，通过熔炼技术将各种原料，如石英砂、碳酸钠等加热至熔点，使其熔化成透明的液体玻璃，并通过调控冷却速度将其固化成均匀的玻璃制品。
3.3 陶瓷生产陶瓷制造过程中，熔炼技术可以将陶瓷材料中的矿石矿粉和助剂熔化为陶瓷基体，然后通过模具或成型工艺制作成各种陶瓷制品。
3.4 金属合金制备熔炼技术在金属合金制备中发挥重要作用。
通过将两种或多种金属材料加热至熔点并混合熔融，可以制备出具有特定性能和成分的金属合金。
3.5 半导体制造在半导体制造过程中，熔炼技术用于制备单晶硅材料，通过将硅石加热至熔点并逐渐降温，可制得高纯度、无共晶的单晶硅材料，用于制造半导体器件。
4. 结论熔炼技术是一种将固体材料加热至其熔点并转变为液态状态的工艺。
钛合金熔炼工艺引言钛合金熔炼工艺是一项关键的工艺技术，用于制备钛合金材料。
钛合金由钛和其他金属元素组成，具有优异的机械性能、耐腐蚀性能和低密度，广泛应用于航空航天、汽车和生物医学等领域。
本文将深入探讨钛合金熔炼工艺的各个方面。
钛合金的熔炼过程钛合金的熔炼过程涉及三个主要步骤：原料准备、熔炼和浇铸。
原料准备钛合金的原料一般为钛粉，通常通过球磨等方法细化颗粒，以提高熔炼效果和均匀性。
在原料准备过程中，也可以添加其他合金元素的粉末，以调整合金的成分和性能。
熔炼钛合金的熔炼一般采用电弧熔炼和真空熔炼两种方法。
电弧熔炼电弧熔炼是一种常用的钛合金熔炼方法。
它利用电弧高温熔化钛粉和合金元素，同时通过惰性气体（如氩气）保护，防止杂质的污染。
电弧熔炼具有操作简单、效率高的优点，适用于大批量生产。
真空熔炼真空熔炼是一种高级的钛合金熔炼方法。
它利用真空环境下的高温熔化钛粉和合金元素，避免了空气中的氧化反应和污染。
真空熔炼具有制备高纯度合金的能力，适用于高要求的特殊应用领域。
浇铸熔炼完成后，钛合金溶液被浇铸成所需的形状。
浇铸方法主要有等静态浇铸和连铸两种。
等静态浇铸等静态浇铸是一种传统的浇铸方法。
它将熔融的钛合金溶液倒入预先制备的砂型或金属模具中，通过自由冷却形成实体材料。
等静态浇铸简单易行，适用于小批量生产。
连铸连铸是一种高效、连续生产的浇铸方法。
它将熔融的钛合金溶液通过连续铸造机构，经过快速凝固和拉伸过程，制备出尺寸均匀、纹理细密的合金材料。
连铸能够提高生产效率和产品质量，适用于大规模生产和复杂形状的要求。
钛合金熔炼工艺的关键因素钛合金熔炼工艺的质量和性能受到多个因素的影响。
以下是其中的一些关键因素：合金成分钛合金的成分对其性能具有决定性影响。
合金成分的合理设计和准确控制可以提高材料的强度、硬度、耐腐蚀性等。
熔炼温度熔炼温度是决定钛合金熔体质量的重要参数。
合适的熔炼温度可以促进相变及溶质的扩散，并避免氧化、脱挥发和烧结等问题。
1.化合物形成合金及其熔体结构
1914年，“金属间化合物”这一名词首次从一般的正常化合物中单独区分出来，到目前为止已经发现了大约25000种以上金属间化合物。
金属间化合物一般指由两个或更多的金属组元按比例组成的具有不同于其组成元素的长程有序晶体结构和金属基本特征的化合物。
近年来，GaAs 、Bi 2Te 3、CdS 之类的半导体化合物也包括在金属间化合物之中，并且扩大到元素周期表中硫左侧类金属和非金属元素(氢除外)之间所构成的二元及多元系内出现的所谓中间相。
从现实情况考虑，可以如下定义:金属间化合物是指以金属元素或类金属元素为主要组成的二元系或多元系中出现的中间相。
金属间化合物的晶体结构往往与纯金属不同，结合方式也有不同类型:负电性相差较大的元素，所形成的化合物带有离子键成分，它们具有一定的原子比，通称为正常价化合物。
但多数中间相仍属于金属键合类型，也保留一定的金属性能，其中包括有以电子浓度因素为主导的电子化合物，以原子堆垛形式为特点的拓扑密堆结构和由于组元间原子大小相对差别为主要因素而形成的间隙化合物。
金属间化合物具有许多优良的性能，例如很多金属间化合物就是良好的功能材料。
元素周期表中的ⅡB 一VIB ，ⅢB 一VB ，IVB 一VIB ，VB 一ⅥB 之间产生的化合物的电导率居于金属(σ大于510)和绝缘体(小于510 )(单位S/m)之间，可以在此基础上开发新型半导体。
另外一些金属间化合物还具有超导性和磁性等。
金属间化合物被广泛应用在半导体、记忆合金、贮氢材料、牙科材料、高亮度电子原材料及触媒材料等领域。
除了在固态下金属间化合物具有优异的使用价值之外，这类合金在熔化过程和液体状态下也表现出一些特殊的性质，比如，一些金属间化合物在熔化时会发生半导体一金属性或金属一非金属转变。
大多金属间化合物在液态下由于原子间相互作用较强，具有明显的化合物形成能力，这一性质引起熔体中传输性质的某些特殊变化。
因此，对金属间化合物熔体结构和性质的研究，对于材料科学、冶金科学及凝聚态物理的探索具有深远的意义。
除了在固态下金属间化合物具有优异的使用价值之外，这类合金在熔化过程和液体状态下也表现出一些特殊的性质，比如，一些金属间化合物在熔化时会发生半导体一金属性或金属一非金属转变。
大多金属间化合物在液态下由于原子间
相互作用较强，具有明显的化合物形成能力，这一性质引起熔体中传输性质的某些特殊变化。
因此，对金属间化合物熔体结构和性质的研究，对于材料科学、冶金科学及凝聚态物理的探索具有深远的意义。
2. 合金元素的挥发热力学
金属的挥发相变反应式为
(.)()l s g Me Me
在某温度下达到平衡时，气相中金属的蒸气分压称为该金属在该温度下的饱和蒸气压，记为饱和蒸气压是衡量金属蒸发趋势大小的一个重要的热力学参数。
在相同的条件下，饱和蒸气压越高，金属越易挥发。
金属的挥发也可用其蒸发热或沸点来判断，一般来说，蒸发热小，沸点低的金属较易挥发。
部分金属的沸点及其蒸发热如下图所示：
表1：一些元素的沸点和蒸发热
在合金熔体中，某金属组元i 的饱和蒸气压用e i p 表示为：
0e i i i i p p r x
式中0i p :——纯组元i 的饱和燕气压;
i r ：——金属组元i 在合金熔体中的活度系数； i x ：——金属组元i 在合金熔体中的摩尔分数。
为确定合金中某组元的挥发趋势，必须知道该组元在一定温度和一定成分合金液面上的饱和蒸气压，这就需要知道纯元素的蒸气压和温度的关系以及在合金熔体中的活度系数。
其0i p 越大，i x 越高，且与理想溶液产生正偏差时(i r ≥1)，该组元挥发趋势增强；反之，负偏差时（i r ≤1），0i p 越小，i x 也小时，该组元的挥发趋势减小。
从上面的分析可以看出，要确定某组元i 的挥发趋势以及挥发数量，就必须知道此合金中纯组元i 的饱和蒸气压以及它在合金熔体中的活度系数。
对于纯金属的饱和蒸气压来说，人们已经进行了系统的研究并给出了一些确定的关系式，从表1可以查到。
相对来说，对活度系数的研究就不那么充分，可利用的热力学数据也很少，因此怎样求取合金组元在熔体中的话度系数是判断和计算其挥发的关键。
3.合金元素的挥发动力学
图1.是合金元素整个挥发过程的示意图，它包括以下几个阶段： 1)元素从金属熔体内通过液相边界层迁移到金属熔体表面； 2)在金属熔体表面发生从液相转变为气相的气化反应过程； 3)挥发元素通过气相边界层扩散到气相中去。
图1.合金元素挥发示意图
图中m β为液相中扩散阶段的传质系数；以为气相中扩散阶段的传质系数；g β为界面挥发反应阶段的传质系数；m K 是界面回凝阶段的传质系数；g K 是溶解物质或挥发物质在凝结相中的平均浓度；m C 是该物质在挥发表面的平均浓度；ms C 是对应于该浓度的平衡压力(饱和蒸气压)；s p 是挥发过程中挥发表面上挥发元素的表面压力；g p 则是气体空间的平均压力。
在这三个阶段中，连接一个阶段到下一个阶段的条件必须满足，也就是说，在各个阶段中至少应该达到准稳定状态。
这些阶段中起决定作用的是最慢物质迁移速率阶段。
根据Kraus 的理论，图1中各阶段之间组成具有以下三个阶段的图式，每个阶段挥发元素的传质速率就为图式中相应阶段的箭头上下两项之和，如液相内扩散阶段的传质速率
m
dn dt
就为-m β(m C -ms C )。
在熔体扩散层内的迁移 在反应区的相变 在气相中的迁移
m m
C βm
C
m ms
C -β
ms
C m ms
C K m gs
C -K gs
C g gs
C βg g
C -βgs
C。
