1. Раскисление металлических расплавов.

Раскисление — удаление из металл расплава растворённого кислорода. Способы раскисления: осадочное (глубинное), контактное (диффуз-ое), обработка расплава водородом с послед-м вакуумированием, плавка в достаточно глубоком вакууме при малом ост давлении.

Осадочное раскисление: растворённый кислород связывают в нерастворимые в расплаве оксиды с помощью специально вводимых добавок (раскислители). m[O]+n[R]=R_nO_m.

Раскисление проходит полнее при более низкой Т-ре расплава. Для успешного раскисления требуется удалить продукты раскисления (неметаллические включения), для этого производят отстаивание расплава и обработку шлаком. Чаще применяют комплексные раскислители (чтобы продукты раскисления имели компактную шарообразную форму).Ещё лучше, если продукты раскисления — в газообразной форме.

Контактное раскисление: раскислитель не растворяется в расплаве, а лишь соприкасается с ним. Реакция раскисления идет на поверх-ти раздела расплав-раскислитель, куда кислород доставляется путем диффузии и конвекции. Контактное раскисление идет очень медленно, но преимущество — не загрязняет распла неметалл включениями.

2. Рафинирование металлических расплавов от растворенных газов и неметаллических включений.

Рафинирование расплавов от растворённых газов (дегазация) — удаление из расплава водорода, азота, оксида углерода. (Удаление кислорода — раскисление.) Дегазация может быть осуществлена: вымораживанием, продувкой нераствор газами, вакуумированием, обработкой флюсами, различными физическими воздействиями на расплав.

Дегазация «вымораживанием» основана на уменьшении растворимости газов при понижении Т-ры. При медленном охлаждении (почти до кристаллизации) в печи раствор-е газы выделяются ч\з открытую поверхность в атмосферу. Т.о. большая часть газов будет удалена. Потом расплав снова нагревают с макс возможной скоростью.

Дегазация продувкой нераствор газами основана на том, что растворённый газ из расплава переходит в пузырик нераствор газа из-за разности парциального давления. Продуваемый газ вводят в расплав ч\з пористые насадки с d=0.1-0.5мм (для получения большего кол-ва пузырьков).

Вакуумирование позволяет наиболее надёжно дегазировать расплавы. Понижение общего давления над расплавом при вакуумировании приводит к выделению растворённых газов не только ч\з зеркало расплава, но и в объеме расплава в виде пузырьков. Снижение общ давления над расплавом вызывает рост газовых пузырьков, обогащение их раствор-м газом и всплывание к открытой пов-ти расплава.

Дегазация путём введения ультразвуковых колебаний или обработка постоянным током. В расплаве возникают кавитационные полости, в которые устремляется растворённый газ, после чего эти полости превращаются в газовые пузырьки, которые всплывают.

Рафинирование от неметаллических включений

Неметаллические включения могут быть экзогенные (те, кот-е попали в расплав извне) и эндогенные (в рез-те каких-либо взаимод-й в самом расплаве). Методы: продувка инертными и активными газами, обработка хлоридами, обработка флюсами, вакуумирование, отстаивание, фильтрация.

Продувка основана на флотирующем действии пузырьков газа по отношению к нераствор частицам. Пузырьки приклеиваются к инородным поверхностям и выносят их на поверхность. Требуется, чтобы пузырьки были мелкие и занимали большой объем расплава.

Рафинирование флюсами основано на переходе частиц нераствор примесей в шлак или флюс в рез-те растворения или смачивания. При использовании этого метода требуется непрерывное перемешивание расплава. После такого рафинирования требуется отстаивание для всплывания капель шлака или флюса.

Отстаивание основано на разности плотностей расплава и материала, составляющего нерастворимые частицы.

Рафинир-е путем фильтрации — наиболее действенный способ. Производится ч\з сетчатые, зернистые, жидкие и пористые фильтры. Сетчатые изготавливают из стеклоткани или металл сетки с размером ячеек >=0.2мм. Зернистые фильтры имеют толщину 100-150мм из зерен размером 5-15мм. Работает за сёт удержания включений за счет поверхностных явлений, изготавливают из шамота, магнезита и пр. Пористые — спеченный керамический материал с открытыми порами размером в доли мм.