1.气体存在形式
铸件中的气体经常以固溶体、化合物和气孔的形式存在。气体以原子状态固溶于金属基体中为固溶体形式;与金属中的元素形成化合物为化合物形式;以分子状态聚集则称为气孔。铸造合金中的气体组成主要是氢、氧、氮及其化合物。
2.气体来源
(1)熔炼过程:金属液在熔炼过程中会有气体的分解或吸收,如表所示。铸件中产生的气体缺陷如果源于金属液,则具有如下特点:同一炉次的金属铸件基本都具有气孔;冒口下面有气孔;冒口顶液面上涨;铸件有多孔状的筛状气孔。
(2)浇注过程:浇包未烘干、浇注速度过快、浇注系统不合理、内浇道过小都可使气体进入金属液而增加气体含量。
(3)铸型:金属液与型壁相互作用导致金属液吸收气体。型砂中的水分、黏土中的结晶水,黏结剂、附加物的分解和燃烧都能提供大量气体,如表所示。
铸件中气体的来源
3.气体的溶解
在一定的温度和压力下,金属吸收气体的饱和浓度,称为金属对气体的溶解度。金属对气体的溶解度与压力、温度、合金成分、气体种类有关。
(1)压力和温度的影响:外界压力越大、温度越高,气体在金属液中的溶解度就越大。
(2)金属蒸气压的影响:金属饱和蒸气压的大小表明金属挥发的难易程度。金属蒸气压升高,气体在其中的溶解度降低。
(3)合金元素的影响:如果某元素与金属形成不溶于金属的化合物,则气体的溶解度降低,反之则使溶解度增加。