Влияние примесей на качество первичных заготовок

Промышленные порошки и спеченные штабики тугоплавких металлов по своей природе представляют сложную физико-химическую систему, состоящую из основного металла и различных газовых, металлических и неметаллических примесей. Такой сложный химический состав обусловлен прежде всего полиметаллическим характером исходного металлургического сырья, которое в процессе гидрометаллургического передела значительно очищается от сопутствующих металлических и неметаллических примесей.

Вопросы гидрометаллургической переработки и очистки исходного сырья от примесей подробно описаны в ряде монографий, например [4, 5], и в данной книге не рассматриваются. Некоторое загрязнение тугоплавких металлов, особенно примесями внедрения (углерод, азот, кислород, водород), происходит на операциях пирометаллургической переработки (при восстановлении и спекании порошков, сварке штабиков и их обработке давлением и др.) вследствие адсорбции и растворения атмосферных и других газов, находящихся в окружающей среде, а также активного химического взаимодействия между ними, основным металлом и металлическими примесями с образованием окислов, нитридов, гидридов, карбидов и других более сложных соединений. Кроме того, имеет место взаимодействие самих металлических примесей с основным металлом, сопровождающееся образованием новых структурных элементов (твердых растворов, легкоплавких и хрупких эвтектик, химических соединений и др.).

Чтобы разобраться в этих сложных физико-химических процессах, протекающих в тугоплавких металлах на операциях пирометаллургического передела, необходимо прежде всего хорошо представлять взаимодействие примесей с основным металлом и происходящие при этом структурные изменения. Характер этого взаимодействия, как известно, определяется диаграммами состояния «металл—примесь» [6]. Ниже рассматривается взаимодействие примесей внедрения и некоторых металлических примесей с тугоплавкими металлами и приводятся данные о влиянии их на свойства указанных металлов.