8. Взаимодействие жидких металлов с газами.

Водород. Источники — влага, углеводороды (содерж-ся в газообразном и жидком топливе). Наибольшее содержание растворённого водорода в магнии и никеле, наименьшее — в Al. Для процесса выделения водорода из раствора при его кристаллизации определяющее значение имеет коэф потенциального пересыщения расплава П. П=([Н(Ме)_ж]—[Н(Ме)_тв])/Н(Ме)_тв, где [Н]—содержание растворённого водорода в ж и тв Ме при Т-ре кристаллизации. Многие легкоплавкие Ме (до Zn) в ж состоянии поглощают такие малые количества водорода, что он является для них практически нейтральным. Более легкоплавкие Ме (из тех, что растворяют водород) взаимодействуют с водородом с поглощением тепла и с увеличением Т-ры расплава растворимость в нем возрастает. Более тугоплавкие Ме (Ti, V) взаимодействуют с выделением тепла.

Кислород. Конечным продуктом взаимодействия расплава с кислородом — оксиды. Д\плавки Ме важны возможность образования не только свободного оксида, но и растворов кислорода в расплаве. Легкоплавкие Ме от олова до алюминия не растворяют кислород, серебро и более тугоплавкие — растворяют.

При кристаллизации чистых Ме кислород не выделяется, полностью входя в твердый раствор или образуя твердые соединения. Значит, кислород в подобных Ме не вызывает появление газовой пористости (кр серебра).

Сплавы на основе легкоплавких Ме при любых легирующих компонентах ведут себя с кислородом, как чистые Ме-основа, т.е. возникает на поверхности пленка оксида. Жидкие сплавы из Ag, Cu, Ni при взаимод-и с избытком кислородом появляется свободный жидкий или твердый оксид менее благородного Ме из числа содержащихся в сплаве. Сплавы на основе тугоплавких Ме 4 и 6-й групп в жидком состоянии взаимодействуют с кислородом подобно чистым Ме-основам.

Свободный молекулярный азот. Жидкие Ме взаимодействуют с ним с малой интенсивностью, но сильно ускоряется при наличие в атмосфере атомарного азота. От Sn до Cu азот может считаться нейтральным газом, эти Ме способны реагировать с азотом с образованием нерастворимых в расплаве нитридов.

Пары воды. Металлы, которые в жидком состоянии не растворяют ни водород, ни кислород (легкоплавкие до Zn), будут окисляться парами воды и покрываться оксидными пленками, а освобождающийся водород — уходить в атмосферу. Остальные Ме — будут загрязняться и кислородом, и водородом при наличии паров воды.

Оксид углерода СО. Сплавы на основе легкоплавких Ме, которые в ж состоянии не растворяют ни углерод, ни кислород, будут вести себя в атмосфере СО так же, как и чистые Ме-основы. Сплавы Ag и Cu между собой или с неактивными к кислороду легкоплавкими Ме (висмут, свинец) — не окисляются при плавке в атм СО. Сплавы на основе этих же Ме, но с более активными Ме (Mg, Mn, Cr) покрываются пленкой нерастворимых оксидов. Сплавы на основе Ме, способных растворять и кислород, и углерод, насыщаются обоими элементами при плавке в атм СО.

Оксид CO₂. Ме+СО₂=МеО+СО. Если рассматривать атм чистого СО₂, то она не вызывает окисление лишь висмута, свинца, серебра (т.к. имеют малое сродство к кислороду).

Сернистый газ. Поведение сплавов при плавке в там, содержащей SO₂, подобно поведению чистых Ме. Необходимо лишь учитывать влияние легирующих элементов на снижение растворимости кислорода. Присутствие в расплавах Ag и Cu любых легирующих добавок подавляет выделение SO₂ при охлаждении и кристаллизации.