Газ практически нерастворим в металле. Образующиеся химические соединения в виде жидких капель, плен или кристаллов, проникая в металл, загрязняют его.

3. Газы образуют с металлом растворы. Количество растворенного в металле газа т зависит от давления газа Р и температуры Т:

где k– постоянный коэффициент, R– газовая постоянная, Δ Q– теплота растворения 1 моля газа в расплаве. Значение Δ Q может быть положительным и отрицательным.

При Δ Q > 0 процесс растворения газа сопряжен с поглощением теплоты и является эндотермическим. В этом случае повышение температуры вызывает увеличение содержания газа в металле (рис. 5.8, кривая 1). При Δ Q < О растворение газа сопровождается выделением теплоты, т. е. является экзотермическим процессом, и повышение температуры вызывает снижение содержания газа в растворе (рис. 5.8, кривая 2). Температура плавления при Δ Q > 0 (t\'nл) меньше, чем при Δ Q < О (t"nл).

Рис. 5.8. Зависимость растворимости газов в металлах от температуры:

Эндотермический процесс; 2 – экзотермический процесс

При эндотермическом процессе вследствие избыточного для низких температур количества газа в расплаве в ходе кристаллизации образуются пузыри, которые и являются причиной возникновения газовой пористости. В литейных сплавах могут находиться следующие газы: H2; N2; O2; CO; Co2; CH4.

В таблице 5.1 приведены данные о взаимодействии жидких металлов с различными газами. Знак «+» указывает на значительную растворимость, знак «→ на незначительную растворимость.

Таблица 5.1 Взаимодействие жидких металлов с газами