アルミ溶湯内水素ガス減圧凝固試験機について

質問

アルミ溶湯の水素除去の為にアルゴンによる脱ガス処理を行い、減圧凝固試験機にて処理の可否を確認しています。
減圧し凝固した試験片を切断、研磨すると水素が有る場合は表面にポロシティーが出て来ますが、その現れる孔が(1)非常に小さく分散され全面に出る場合
➁小さい穴が1箇所に集中して群となっている場合
が有ります。この違いは何なのでしょうか？

製品の仕様で減圧試験の結果にて水素ガス含有量0.08cc以下と非常に厳しい事から色々脱ガスの条件を変えトライしているのですが、0.15ccの含有量から減らす事が出来ず四苦八苦しています。
アドバイス頂けると幸いです。

回答No.1

haadf · ベストアンサー

アルミの鋳造等やっているものです
貴社での製造工程や合金種が不明なため一般的な内容となりますが、

ガス巣の形状は、ガス量が同じであっても
溶湯の成分（主要元素・微量元素）や温度によって凝固形態が変わることによります。
例えば、4000系合金鋳物では、改良処理の有無であったり、SiやFeの量で有ったりなどです。
また、減圧凝固による判断は、あくまで見本との相対的な比較なので、
ランズレー法等でガス量の絶対値の評価を一度行った方が良いかと思います。
ガス巣ではなく引け巣の可能性もありますので。

一般的な脱ガスの知見としてですが
＜溶解＞
・ガス炉では燃焼ガス中の水分より水素ガスが吸収されやすいため電気炉での溶解のほうが良い
・よりガス量を減らしたい場合は真空炉が良い
＜脱ガス処理＞
・不活性ガスの吹き込みは所謂回転脱ガス装置で行うと効率が良い
・不活性ガスに塩素ガスを混ぜると効率が上がる
　（ただし、塩素の使用は環境上問題となるため、条例等の確認や専用の排気設備が必要）
・回転脱ガスのガス流量や回転速度は、多ければ良い、もしくは速ければ良いというわけではなく
　不活性ガスの気泡を微細に分散させる適切な範囲がある
＜大気からのガス吸収＞
・脱ガス後であっても、炉の燃焼ガスや大気と反応しガス量は再増加する
・溶湯を不活性ガスでシールすると良い
・大気中の水蒸気量が多い梅雨や夏はガス量が高くなりやすい

夏場のこの時期で、一般的なガス炉を使い、
大気中で溶湯を取り扱う場合、0.08以下は厳しいように感じます。
0.15程度まで下がれば、合金種や凝固速度にもよりますが、
T6処理でもフクレ等の欠陥はほぼ出ないと思います。
疲労強度や靱性のためにポロシティを減らしたいのかなと感じますが、
合金種をより高強度のものに変更するとか、設計に余裕をもたせるとか、
そういった変更は無理なのでしょうか？

以上、ご参考になれば幸いです。