基于变容真空室动态呼吸的镁铝合金熔体含氢量快速检测方法

随着镁铝合金应用日益广泛，其熔体净化技术愈加受到关注。熔体除气是镁铝合金净化处理的主要内容，而含氢量的准确测定不仅是熔体浇注前的必备环节，而且是评价各种除气方法工作效率的必然要求。目前国内外常用的镁铝合金熔体测氢方法主要存在测试速度低和测试成本高两大问题，以提高检测速度和降低检测成本为目标，深入研究测氢新方法，对研制新一代熔体含氢量检测系统，具有很高的理论价值和重要的实际意义。本项目拟设计一种特殊结构的变容真空室，利用变容真空室动态呼吸过程快速测定熔体氢分压，通过理论推导和经验公式相结合方法构建含氢量求解模型，为下一步研制新型镁铝合金熔体含氢量快速检测系统奠定理论和实验基础，为日后系统研究金属熔体含气量通用测定技术创造条件。主要研究内容包括变容真空室实现方法、熔体氢分压动态追踪检测方法、熔体含氢量求解模型构建和实验装置研制。预期目标形成镁铝合金熔体含氢量低成本快速检测的成熟技术基础。

镁铝合金熔体的“四化”（合金化、净化、枝晶细化与成分温度均匀化）是镁铝合金生产企业必须面对的“四大”处理工艺，净化为重中之重。为了解决熔体净化处理工艺中熔体含氢量快速准确评价问题，申请者于2011年申请了“基于变容真空室动态呼吸的镁铝合金熔体含氢量快速检测方法”的国家自然科学基金面上项目，并获得批准立项。项目完成了镁铝合金熔体含氢量快速测定新方法研究，主要包括变容真空室变容原理、熔体氢分压动态快速捕捉方法、基于变容真空室动态呼吸的熔体含氢量快速检测系统、低成本一次性测氢探头、熔体含氢量求解模型五方面研究内容。通过模拟实验和实测实验，证明了真空室变容原理的科学性、动态呼吸法快速捕捉熔体氢分压的可行性、基于变容真空室的测氢系统的实用性、自制低成本一次性探头的可靠性。除此以外，增加了基于惰性气体循环法和负压回升速率法的镁铝合金熔体含氢量连续检测内容，取得较好的阶段性研究成果。以上研究成果构成了镁铝合金熔体含氢量生产现场及实验室低成本快速检测的技术基础，为全面开发具有自主知识产权的镁铝合金含氢量及其他合金熔体含气量快速评价系统奠定了重要基础。