Поглощение газов

Многие металлы и сплавы обладают свойством в жидком состоянии поглощать и растворять газы, и тем сильнее, чем выше перегрет жидкий металл. При охлаждении и при кристаллизации растворимость газов понижается. Они выделяются в толще застывающего металла и могут образовывать большое количество газовых раковин и других дефектов. Это вызывает брак вследствие недостаточной плотности и прочности литья. Растворенный в металле кислород может давать химические соединения с металлом, тоже понижающие прочность металла.
Для удаления газов и раскисления жидких металлов (например, стали) применяют Элементы, обладающие большим сродством с кислородом и азотом, например металлический алюминий. Он соединяется с кислородом и с азотом, а образующиеся при этом окислы и нитриды алюминия поднимаются на поверхность расплавленного металла и переходят в шлак. Для раскисления меди и ее сплавов часто применяют фосфористую медь – сплав меди с 12-14% P, используя большое сродство фосфора с кислородом.
Особенное значение имеет тщательное раскисление медных и других сплавов для успешной обработки их давлением в горячем или холодном виде (прокатка прессовка, ковка, штамповка, волочение и пр.) и для снижения брака. Однако избыток раскислителя, переходя в сплав в качестве его компонента может ухудшить свойства сплава.
Окислы раскислителя, образующиеся в результате раскисления сплава, должны легко отделяться от него, всплывая в виде шлака.
Этому способствует достаточная разность удельных весов сплава и продуктов раскисления его. Остающийся в сплаве после реакции раскисления небольшой избыток раскислителя не должен понижать обрабатываемости механических качеств сплава.
В качестве раскислителя не следует употреблять дорогостоящие, редкие вещества. Раскислитель должен быть удобным для точной навески при добавлении его в шихту.

Магнитные свойства

По магнитным свойства все металлы делятся на две группы – диамагнитные парамагнитные. При внесении диамагнитного металла в магнитное поле оно уменьшается, при внесении парамагнитного металла магнитное поле усиливается. К диамагнитным металлам относятся бериллий, сурьма, висмут, медь, золото, серебро, цинк, кадмий, ртуть и др. К пара магнитным металлам относятся алюминий, кальций, барий, молибден, вольфрам и др.
Частным случаем парамагнитных металлов являются ферромагнитные металлы – железо, никель, кобальт и редкий элемент – гадолиний.
Железо, кобальт и никель теряют свои магнитные свойства при высоких температурах (железо при 759°, кобальт при 1110° и никель при 350°).

Диффузия

Протекающий во времени процесс выравнивания состава в газе, в жидкости и даже в твердом теле путем взаимного проникновения их частиц называется диффузией. Оцинковка железа и другие подобные операции связаны с диффузией жидкого металла в твердый. Твердое вещество также может диффундировать в жидкое – растворяться в нем. Это имеет важное практическое значение и наблюдается, между прочим, при изготовлении стали и других сплавов, когда твердый металл растворяется в жидком металле или сплаве.
Диффузией газа в твердый металл широко пользуются в таких процессах, как азотирование (нитрирование) стали, когда аммиак, вводимый в печь, в которую положены детали, разлагается при нагревании до 500-600°, а выделяющийся азот диффундирует в твердую сталь, образуя на поверхности ее очень твердые нитриды. Продолжительность времени нагревания в аммиаке и температура нагрева определяют глубину азотированного слоя. Диффузия алюминия в поверхность железных, стальных или чугунных изделий при температуре около 900° ("алитирование" изделий) вызывает повышение их коррозионной стойкости.