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镁合金熔液吸气过程分析

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:与铝合金熔炼的吸气过程极其相似,镁液中的气体主要也是氢气。镁合金中的氢主要来源于熔剂中的水分、金属表面吸附的潮气以及金属腐蚀带入的水分。镁合金中的最大缺陷是显微气孔。试验表明,在生产条件下,当100g镁含氢量超过14.5cm3时,镁合金中就会出现显微气孔。气孔的存在严重地危害镁合金件的力学性能和气密性等性能,有时直接导致铸件的报废。

镁合金熔液吸气过程分析

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图2-9 氢从大气进入镁 液中溶解机理图

注:带∗的参数表示熔体表层的含量或分压,即过渡层。

铝合金熔炼的吸气过程极其相似,镁液中的气体主要也是氢气。镁合金中的氢主要来源于熔剂中的水分、金属表面吸附的潮气以及金属腐蚀带入的水分。镁合金的吸气机理[19]如下:

Mg(液体)+H2O(气体)=MgO(固体)+H2(气体) (2-17)

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P.Bakke等[20]从动力学方面进行了阐述,认为氢从大气进入镁熔体中大致经历了五个阶段,如图2-9所示。(www.xing528.com)

1)在镁熔体表面上方水蒸气扩散到气液边界。

2)水分子在气液表面吸附。

3)镁与吸附的水蒸气发生反应生成氢气:Mg(液体)+H2O(气体)=MgO(固体)+H2(气体);

4)生成的氢气在界面上离解成原子态的氢:H2=2H。

5)氢原子通过扩散和传质进入镁熔体中。

镁合金中的最大缺陷是显微气孔。试验表明,在生产条件下,当100g镁含氢量超过14.5cm3时,镁合金中就会出现显微气孔。1993年,Mikucki等[21]报道:显微气孔与含氢量成正比,甚至含氢量在固相溶解度下也是这样。他们采用改进的氢分离法测试含氢量,并推导出镁合金中的氢气与气孔的关系。气孔的存在严重地危害镁合金件的力学性能和气密性等性能,有时直接导致铸件的报废。

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