Wasserstoff in Aluminium

Löslichkeit von Wasserstoff in Aluminium

Löslichkeit von Wasserstoff in Aluminium, die sich merklich in Aluminium und seinen Legierungen auflöst. Löslichkeit von Wasserstoff in Aluminium. Wie es auf dem Bild gezeigt wird, Wie es auf dem Bild gezeigt wird, Wie es auf dem Bild gezeigt wird 0,65 und 0,034 Wie es auf dem Bild gezeigt wird, bzw. (Abb.. 1). Wie es auf dem Bild gezeigt wird. Beim Abkühlen und Erstarren von geschmolzenem Aluminium mit einem viel höheren Wasserstoffgehalt, Beim Abkühlen und Erstarren von geschmolzenem Aluminium mit einem viel höheren Wasserstoffgehalt, es (Wasserstoff) kann in molekularer Form freigesetzt werden, was zur Bildung von primären oder sekundären Poren führt [1, 2, 3].

Feige. 1 – Löslichkeit von Wasserstoff in 99.9985% reines Aluminium bei 1 atm Wasserstoffdruck [3]

Reaktion von Aluminium mit Wasserdampf

Aluminium reagiert bei hoher Temperatur mit Wasserdampf. Dieses Wasserstoffgas ist die Hauptquelle für Wasserstoff in Aluminium.

3h₂O(g) + 2A1 = Al₂Ö₃ + 3H (g) (1)

Abbildung. 2 ein Modell der Wasserstoffabscheidung aus Wasserdampf über einer Aluminiumschmelze wird vorgestellt [3].

Feige. 2 – Die Mechanismen für die Wasserstoffauflösung in das geschmolzene Aluminium aus Feuchtigkeit in der Atmosphäre [3]

Wasserstoffquellen in Aluminium

Wasserstoffquellen in Aluminium, Wasserstoffquellen in Aluminium, Wasserstoffquellen in Aluminium, Fluss, Schmelzwerkzeuge und Reaktionen zwischen geschmolzenem Aluminium und Form [1].

Schmelzwerkzeuge und Reaktionen zwischen geschmolzenem Aluminium und Form. Feuchte Luft tritt in die Ofenatmosphäre ein – Wasserdampf reagiert mit Aluminium. Außerdem, wenn der Schmelzofen mit Erdgas betrieben wird bzw, sagen wir, Schmelzwerkzeuge und Reaktionen zwischen geschmolzenem Aluminium und Form, dann ist eine unvollständige Verbrennung des Kraftstoffs unter Bildung von freiem Wasserstoff möglich.

dann ist eine unvollständige Verbrennung des Kraftstoffs unter Bildung von freiem Wasserstoff möglich. dann ist eine unvollständige Verbrennung des Kraftstoffs unter Bildung von freiem Wasserstoff möglich, dann ist eine unvollständige Verbrennung des Kraftstoffs unter Bildung von freiem Wasserstoff möglich, dann ist eine unvollständige Verbrennung des Kraftstoffs unter Bildung von freiem Wasserstoff möglich, Sand und andere Gießereikonturen, sowie Schmiermittel, in der mechanischen Bearbeitung verwendet. Alle diese Schadstoffe sind potenzielle Wasserstoffquellen., das bei der Reduktion organischer Stoffe oder der chemischen Zersetzung von Wasserdampf entsteht.

Flüsse. Die meisten Flussmittel sind Salze und wie alle Salze hygroskopisch, das heißt, zum "Vergnügen" bereit, Wasser zu absorbieren. Daher führt nasses Flussmittel unvermeidlich Wasserstoff in die Schmelze ein., das bei der chemischen Zersetzung von Wasser entsteht.

Schmelzwerkzeuge. Schmelzwerkzeuge, wie Spitzen, Schaber und Schaufeln können auch eine Wasserstoffquelle sein, wenn du sie nicht sauber hältst. Oxide und Flussmittelrückstände auf solchen Werkzeugen sind besonders heikle Quellen der Kontamination., da sie Feuchtigkeit direkt aus der Umgebungsluft aufnehmen. Feuerfeste Materialien für Öfen, Dachrinnen und Vertriebswege, Kalk- und Zementmörtel, Probenahmeeimer sind alle potenzielle Wasserstoffquellen, besonders wenn sie nicht trocken genug sind.

Wechselwirkung zwischen flüssigem Aluminium und Form. Wenn das flüssige Metall beim Formfüllen zu turbulent fließt, dann kann er Luft in ihr inneres Volumen einfangen. Wenn die Luft vor Beginn der Erstarrung keine Zeit hat oder kann, dort herauszukommen, dann dringt Wasserstoff in das Metall ein. Lufteinschlüsse können auch durch falsch hergestellte Formspeiser verursacht werden.. Eine weitere Wasserstoffquelle sind zu nasse Sandformen..

es (Wasserstoff) kann in molekularer Form freigesetzt werden

Die Bildung von Wasserstoffblasen in Aluminium hängt stark von der Abkühl- und Erstarrungsgeschwindigkeit ab., Die Bildung von Wasserstoffblasen in Aluminium hängt stark von der Abkühl- und Erstarrungsgeschwindigkeit ab., wie Oxide, die in der Schmelze eingeschlossen sind. Daher ist für die Bildung von Porosität ein deutlicher Überschuss des Gehalts an gelöstem Wasserstoff im Vergleich zur Löslichkeit von Wasserstoff in festem Aluminium erforderlich.. In Abwesenheit von Keimbildungszentren erfordert die Wasserstoffentwicklung eine relativ hohe Wasserstoffkonzentration, etwa 0,30 Wie es auf dem Bild gezeigt wird. Bei vielen Industrielegierungen wird selbst bei einem so hohen Wasserstoffgehalt keine Porosität festgestellt, wie 0,15 Wie es auf dem Bild gezeigt wird.

Die Wasserstoffporosität beeinträchtigt die mechanischen Eigenschaften des Materials, je nach Art und chemischer Zusammensetzung der Aluminiumlegierung. In Abb. 3 zeigt die Beziehung zwischen dem tatsächlichen Wasserstoffgehalt und der beobachteten Porosität. In den Bildern 4 und 5 zeigt den Einfluss der Wasserstoffporosität auf die Zugfestigkeit von Aluminium und einigen Gusslegierungen [1].

Feige. 3 – Porosität als Funktion des Wasserstoffgehalts in Sandgussstäben aus Aluminium und Aluminiumlegierungen [1]

Feige. 4 – Reißfestigkeit versus Wasserstoffporosität für Sandgussstäbe aus drei Aluminiumlegierungen [1]

Feige. 5 – Einfluss des Gasgehalts auf die Zug- und Streckgrenze von Aluminiumlegierungen 356 [1]

Wasserstoffentfernung (Entgasung)

Am häufigsten wird die Schmelzentgasung nach folgenden Methoden durchgeführt [1]:

• Lanzengasspülung
• Hexachlorethan-Entgasung
• Rotationsentgasung
• Poröse Stopfenentgasung

Gasspülung

Die einfachste Methode zum Entgasen von geschmolzenem Aluminium besteht darin, ein unter Druck stehendes Spülgas oder Gasgemisch durch ein geeignetes Rohr (Lanze) aus keramikbeschichtetem Gusseisen oder Graphit zu leiten.. Wasserstoff diffundiert in die Spülgasblase, das an die Oberfläche der Schmelze aufsteigt und in die Atmosphäre freigesetzt wird (Abb.. 6). Spülgas kann entweder inert sein (Argon oder Stickstoff), sowie reaktiv, z.B, Chlor. Reaktivgase werden in geringen Konzentrationen bis zu verwendet 10% zusammen mit Inertgas. Chlor reagiert mit geschmolzenem Ammoniak zu gasförmigem AlCl3, das dann als Spülgas dient [1].

Entgasung mit Hexachlorethan

Vielleicht, Die gebräuchlichste Entgasungsmethode in Gießereien ist die Verwendung von Rotenthanhexahunder (C₂Cl₆). Die Tablette zersetzt sich in der Aluminiumschmelze unter Bildung von gasförmigem AlCl3. Aufsteigende Blasen aus AlCl3-Gas sammeln dann Wasserstoffgas und liefern das Gas an die Oberfläche der Schmelze, um es freizusetzen.

Rotationsentgasung

Das Funktionsprinzip des rotierenden Injektionssystems (Abb.. 7) Ist, dass das Gas in die Welle des rotierenden Elements eingeblasen und durch kleine Löcher im Rotor freigesetzt wird. Beim Rotieren mit einer Drehzahl von 300 zu 500 U/min werden die gebildeten Gasblasen aufgebrochen, Bilden zerstreuter und sehr kleiner Blasen zum Entgasen. Das hohe Verhältnis von Oberfläche zu Volumen der Entgasungsblasen sorgt für eine deutliche Erhöhung der Kontaktfläche und, daher, erhöhte Reaktionskinetik, was zu einer effizienteren Entgasung führt.

Die Wasserstoffentfernungsrate hängt von der Gasströmungsrate und dem anfänglichen Wasserstoffgehalt ab, sowie durch den Metallverbrauch, In den meisten kommerziellen Systemen kann der endgültige Wasserstoffgehalt jedoch erheblich niedriger sein 0,15 ml/100 g [1].

Entgasung durch einen porösen Stopfen

Ein weiteres Verfahren zum Entgasen durch Erzeugen feiner Blasen ist die Verwendung eines porösen Dispergiermittels am Ende des Rohrs., Spülgas zuführen (Abb.. 8). Poröse Stöpsel sind Graphit- oder Keramikmaterialien mit sehr feiner, miteinander verbundener Porosität., durch die Gas strömen kann. Diese Stopfen können in Eimerböden installiert werden, Öfen oder Hilfsverarbeitungstanks. Die feine Porosität des Korkmaterials ermöglicht die Bildung kleiner Bläschen, vergleichbar mit den Abmessungen von Rotationsentgasern.

Feige. 6 – Schematische Darstellung der Vorgänge bei der Gasspülung mit Argon enthaltendem Chlorgas [4]

Feige. 7 – Schema einer Inline-Rotationsentgasung [1]

Feige. 8 – Poröse Pfropfenentgasung [1]

Abbildung. 9 Vergleich der Entgasungsergebnisse, unter Verwendung identischer Gasflüsse für poröse Stopfen erreicht, Lanzen und Rotationsentgasungsanlagen. Poröser Kork ist effizienter, als eine Lanze, und zufriedenstellende Entgasungsergebnisse können in vielen Fällen durch Anpassung der Behältergröße erzielt werden, Gasflussrate und Verarbeitungszeit.

Feige. 9 – Vergleich von Lanze, poröser Stecker, und Rotationsentgasungseffizienzen für identische Gasströme [1]

1. Aluminium und Aluminiumlegierungen, ASM International, 1993
2. Eigenschaften von Gussteilen aus Aluminiumlegierungen, Prozesse, und Anwendungen /J. Gilbert Kaufmann, Elwin L. Rooy – ASM International – 2004
3. Verarbeitung von geschmolzenem Metall / Ryotatsu Otsuka // Grundlagen der Aluminiummetallurgie – Ed. R. haben einen ziemlich langen Lebenszyklus – 2011
4. Blockguss und Gießereimetallurgie von Aluminium und seinen Legierungen / J.F. Granfield //Grundlagen der Aluminiummetallurgie – Ed. R. haben einen ziemlich langen Lebenszyklus – 2011