エアメルトとは、金属や合金が空気に曝される開放環境で溶融するプロセスを指す。
この方法では、溶融金属と空気中の酸素、窒素、水素との反応により、酸化物、窒化物、その他の不純物が生成される可能性がある。
これらの不純物は最終材料の機械的特性に大きな影響を与え、多くの場合、強度、延性、その他の重要な特性の低下につながります。
エアメルトとは？プロセスを理解するための4つのポイント
1.空気への暴露
空気溶解中、金属または合金は融点に達するまで加熱され、固体から液体に変わります。
この液体状態は、特に酸素や窒素のような元素との反応性が高い。
このプロセス中に空気が存在すると、溶融金属とこれらの反応性元素が直接接触することになる。
2.不純物の形成
多くの合金元素は酸素や窒素との親和性が高いため、酸化物や窒化物が形成される。
これらの化合物は金属マトリックス内の介在物となり、材料の連続性と均質性を乱すことがある。
例えば、酸化物は応力集中剤として作用し、応力下で早期破壊につながることがある。
3.機械的特性への影響
空気溶解中に形成される介在物は、材料の機械的特性に劇的な影響を与える可能性がある。
介在物は、破断せずに応力に耐える能力（引張強さ）、破断せずに塑性変形する能力（延性）、耐摩耗性や耐腐食性を低下させる可能性がある。
このような変化は、特に高い性能と信頼性が要求される用途では、有害となる可能性がある。
4.緩和戦略
これらの問題を回避するため、溶融物を空気から保護する様々な方法が採用されている。
真空誘導溶解（VIM）のような技法は、金属を真空中で溶解し、空気への暴露をなくすものである。
VIMや同様の方法は、不要な介在物のない、よりクリーンな溶融物を実現するのに役立ち、それによって材料の特性が向上する。
要約すると、空気溶解は空気の存在下で行われる溶解プロセスであり、金属または合金の機械的特性を劣化させる不純物の形成につながる。
高性能材料を必要とする産業では、高い材料品質を維持するため、溶融物を空気暴露から保護する代替溶融方法が好まれます。
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