放热反应
能形成稳定氢化物
氮、氢在铁中的溶解度
在铁的气化温度附近， 气体溶解度陡降。 氮、氢在液态铁中的溶解 度随温度升高而增大。 氮、氢在金属凝固 时溶解度陡降。 氮、氢在奥氏体中的 溶解度大于铁素体。
（ PN2 ＝PH2 = 0.1MPa ）
第II类金属吸氢过程是放热反应，因此随 a） 着温度的升高，氢的溶解度减小，
SH/mL.(100g)-1
b）
T/℃
SH/mL.(100g)-1
T/℃
图7-9 氢在不同金属中的溶解度随温度的变化（pH2＝0.1MPa） a）I类金属 b）II类金属
氧在金属中的溶解度与温度的关系
溶 解 度
SO/%
氧在液态铁中的溶解度随 温度升高而增大
温度 T/℃
液态金属中加入能提高气体含量的合金元素，可提高气体的 溶解度；若加入的合金元素能与气体形成稳定的化合物（即 氮、氢、氧化合物），则降低气体的溶解度。
1．温度和压力的影响

理想气体溶解度的平方根定律：
S kx

Px
Px 为气体分压， Px ↑ → 溶解度↑
Kx 为常数，取决于温度和金属的种类。
金属吸收气体为吸 金属发生相变时， 当金属由液相转变
热反应，溶解度随温 由于金属组织结构的 为固相时，溶解度的 度的升高而增加；金 变化，气体的溶解度 突然下降将对铸件和 属吸收气体为放热反 将发生突变。液相比

双原子气体溶入金属液的两种方式： 吸附 — 分解 — 溶入
分解 — 吸附 — 溶入
双原子气体溶入金属液的两种方式

温度不够高或气体难以分解时
焊接温度下氢、氧等气体的溶解
二、气体的溶解度
溶解度 —— 在一定温度和压力条件下，气体溶
入金属的饱和浓度。
温度与压力
溶解度S的 影响因素
气体种类 合金成分
气体在金属中的溶解
在焊接和熔铸过程中，与液态金属接触的气体可分为简 单气体和复杂气体两大类。前者如H2、N2、O2等，后者 如CO2、H2O、CO等。本节主要讨论 H2、N2 和
O2
在金属中的溶解规律。
一、气体的溶解过程 二、气体的溶解度
一、气体的溶解过程

原子或离子状态 → 直接溶入液态金属； 分子状态的气体 → 先分解为原子或离子之后再溶 解到液态金属中。
1
溶 解 度
2
焊件中气孔的形成产 应，溶解度随温度的 固相更有利于气体的
上升而降低。 溶解。 生直接的影响。
温度 气体溶解度与热效应和温度的关系 1－吸热溶解 2－放热溶解
2、氮、氢、氧在金属中的溶解度
氮和氢在金属或合金中的溶解反应类型及形成化合物倾向
气体 金 属与合金 铁和铁基合金 氮 Al、Ti、V、Zr等金属及合金 Fe、Ni、Al、Cu、Mg、Cr、Co 等金属及合金 氢 Ti、Zr、V、Nb、Ta、Th 等金属及合金 放热反应 吸热反应 不能形成稳定氢化物 溶解反应类型 吸热反应 能形成稳定氮化物 形成化合物倾向
氢 溶 解 度 SH/ ml. (10 0g)
-1
3、合金成分对溶解度的影响
氮 溶 解 度 SN/ ％
合金元素含量wMe /% 氢在二元系铁合金中的溶解度（1600℃）
合金元素含量wMe /% 氮在二元系铁合金中的溶解度（1600℃）