يُستخدم نظام إزالة الغازات من المعادن بشكل أساسي لإزالة الهيدروجين (H) والخبث من الألومنيوم المنصهر. ويعمل هذا النظام وفقًا لمبدأ التعويم بالغاز. يقوم الدوار بضخ غاز خامل أو خليط من الكلور والغاز الخامل إلى الألومنيوم المنصهر، ويقوم بتفتيت الغاز إلى فقاعات صغيرة متناثرة، حيث تمتص هذه الفقاعات الهيدروجين والشوائب، ثم ترتفع الفقاعات إلى سطح الألومنيوم المنصهر، وتقوم بإزالتها.
عندما يكون محتوى الهيدروجين في المادة المنصهرة كبيرًا ولا تكتمل عملية إزالة الغازات، يتواجد غاز الهيدروجين على شكل فقاعات ويبقى بعد تصلب المعدن، مكونًا تجاويف كروية في المعدن، أي مسامًا. وتتميز بنية المسام بوجود ثقوب مستديرة، كما أن سطحها الداخلي أملس ولامع.
العوامل الرئيسية التي تؤثر على تكوين الثغور
(1) المحتوى الأصلي للغاز في المادة المنصهرة. كلما زاد المحتوى الأصلي للغاز في المادة المنصهرة، زادت كمية الغاز المترسب عند انخفاض درجة الحرارة؛ وكلما زاد تركيز التشبع الزائد للمرحلة السائلة على سطح التبلور، اتسعت منطقة التشبع الزائد لتكوين الفقاعات؛ وكلما طال الوقت، زاد تشكيل المسام.
(2) معدل التبريد. كلما زاد معدل تبريد السبيكة، قل انتشار الغاز وتأخر ترسيبه؛ وبالتالي يُسمح بزيادة حالة التشبع الزائد للغاز الذي لا ينتج مسامًا، مما يؤدي إلى تضييق منطقة التشبع الزائد التي تتشكل فيها الفقاعات. وفي الوقت نفسه، كلما زاد معدل التبريد، كلما ضاقت المنطقة الانتقالية، وقلّت احتمالية إغلاق التشعبات للمرحلة السائلة، مما يقلل من الميل لتكوين المسام.
(3) تركيب السبيكة. يتأثر تكوّن المسام بشكل أساسي بتركيب السبيكة، الذي يؤثر بدوره على المحتوى الأصلي للهيدروجين، ومعامل انتشار الهيدروجين في السبيكة، ومعامل التوزيع، وحجم منطقة التبلور.
(4) شروط عملية صب السبائك. تؤثر بشكل أساسي على تكوين المسام وتوزيعها من خلال تغيير طريقة التبلور وحجم المنطقة الانتقالية
(5) محتوى الشوائب غير المعدنية. فكلما انخفض محتوى الشوائب غير المعدنية، ارتفع محتوى الهيدروجين الحرج الذي يسمح بتكوين المسام.
التدابير المتخذة لمنع حدوث مسامية في السبيكة هي:
- اتخاذ التدابير من خمسة جوانب: المواد الخام والمواد المساعدة، والوقود، والأدوات، ونظام إزالة الغازات من المعادن، و عمليات التكرير لتقليل محتوى الغاز في المادة المنصهرة.
- زيادة درجة حرارة الصب بشكل مناسب، وخفض سرعة الصب، وتوفير ظروف جيدة لتوليد الغازات، وتسهيل تصاعد الفقاعات.
- تحسين معدل تبريد السبائك الكبيرة لمنع ترسب الغاز على شكل فقاعات.
