·1076* 北京科技大学学报 第34卷 由图4及图5实测结果界面可以看出，右侧曲 参考文献 线清晰地显示了真空室内压强随时间的变化过程， [Yan H T,Xiao G.Study on hydrogen in aluminum melt.Alum 真空室在减速机构的驱动下连续变容，室内压强随 Fabr,2006(5):9 时间连续增加.左侧△P变化曲线，清晰地反映了 (闫红涛，肖刚.熔体中氢的研究.铝加工，2006(5)：9) 铝合金熔体中的氢向真空室扩散并逐渐逼近平衡点 Han Q,Viswanathan S.Hydrogen evolution during directional so- lidification and its effect on porosity formation in aluminum alloys. 的过程.在两组代表性实验里，获取熔体氢分压的 Metall Mater Trans A,2002,33(7)2067 测试时间分别为0.7和0.3min,每100g纯铝及 B] Gao Y,Zhang HH,Gong Z R,et al.Hydrogen absorption in alu- LD11合金熔体中氢的体积分别为0.612和0.718 minum alloy melt.Spec Cast Nonferrous Alloys,009,29(1):85 mL,与日本KZCH一1型快速自动测氢仪同步测量的 (高原，张恒华，龚致礽，等.铝合金熔体吸氢特性研究.特 种铸造及有色合金，2009,29(1)：85) 检测对比结果见表1.两种仪器的测试结果偏差均 4 Yan H T,Xiao G.Research of hydrogen-temoval refinement 小于0.03mL.而且本文所述系统在测试速度上存 process in aluminum alloy melt.Hot Work Technol,2007,36(1): 在较大优势.上述结果与同期所做大量实验证明， 29 系统可以准确、快速测定铝合金熔体的含氢量 (闫红涛，肖刚.铝熔体除氢精炼工艺的研究.热加工工艺， 2007,36(1):29) 表1铝合金熔体含氢量测试结果对比 Guo Y J.Effect of casting temperature on hydrogen content in alu- Table 1 Test results contrast of the hydrogen content in molten alumi- minum alloy.Alum Fabr,2008(1):39 num alloys (郭有军.铸造温度对铝中含氢量影响规律的研究.铝加工， 100g熔体中氢的 测试时间/min 2008(1):39) 合金熔体温 体积/ml [6 Weigel J,Fromm E.Determination of hydrogen absorption and de- 牌号 度/℃动态检测 动态检测 KZCH-1 KZCH-1 sorption processes in aluminum melts by continuous hydrogen ac- 系统 系统 tivity measurements.Metall Mater Trans B,1990,21(5):855 纯铝 800 0.718 0.721 0.7 9 Jiang G R,Liu Y,Li Y X,et al.A model for calculating solubili- D11 800 0.612 0.614 0.3 8 ty of hydrogen in molten aluminum alloys.Acta Metall Sin,2008. 44(2):129 4结论 (蒋光锐，刘源，李言祥，等.铝合金熔体中氢溶解度的计算 模型.金属学报，2008,44(2)：129) (1)以氢分压动态测定方法为基本原理，以西 8] Tan B Q,Zhang G D,Li Y M,et al.Development of ELH-V hy- 华特定律为计算公式基本模型，由变容真空室、变容 drogen measuring meter.Alum Fabr,2008(5):30 驱动单元、氢气瓶、数据采集与处理单元和工业控制 (谭本清，张国栋，李元明，等.ELHV型铝熔体测氢仪的研 制.铝加工，2008(5)：30) 计算机构成的铝合金熔体含氢量快速检测系统，可 9] Wu R Z,Shu D,Wang J,et al.Application of continuous online 以实现铝合金熔体含气量的生产现场快速检测. hydrogen tester in study of aluminum melt hydrogen absorption (2)经与其他测试装置对比，在保证同级测量 Light Alloy Fabr Technol,2006.34(1):27 精度的条件下，该系统具有测试速度快、操作方便和 (巫瑞智，疏达，王俊，等.在线式连续测氢仪在铝熔体表面 测试成本低的突出特点. 吸氢特性研究中的应用.轻合金加工技术，2006,34(1)：27) 1o] Li D Y,Sun Q,Wang L H,et al.The Method of Dynamic Meas- (3)利用该系统不仅可以快速准确测定合金熔 urement of Hydrogen Partial Pressure in Molten Aluminum Alloy 体含氢量，还可用于研究氢在某种熔体中的扩散速 China Patent,200810064302.2009H021 度，为研究液态合金吸气特性和除气工艺提供有效 (李大勇，孙谦，王利华，等.合金熔体氢分压动态测定方 分析手段 法：中国专利，200810064302.2009-10-21)北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 由图 4 及图 5 实测结果界面可以看出，右侧曲 线清晰地显示了真空室内压强随时间的变化过程， 真空室在减速机构的驱动下连续变容，室内压强随 时间连续增加． 左侧 ΔP 变化曲线，清晰地反映了 铝合金熔体中的氢向真空室扩散并逐渐逼近平衡点 的过程． 在两组代表性实验里，获取熔体氢分压的 测试时间分别为 0. 7 和 0. 3 min，每 100 g 纯铝及 LD11 合金熔体中氢的体积分别为 0. 612 和 0. 718 mL，与日本 KZCH--1 型快速自动测氢仪同步测量的 检测对比结果见表 1． 两种仪器的测试结果偏差均 小于 0. 03 mL． 而且本文所述系统在测试速度上存 在较大优势． 上述结果与同期所做大量实验证明， 系统可以准确、快速测定铝合金熔体的含氢量． 表 1 铝合金熔体含氢量测试结果对比 Table 1 Test results contrast of the hydrogen content in molten alumi￾num alloys 合金 牌号 熔体温 度/℃ 100 g 熔体中氢的 体积/mL 测试时间/min 动态检测 系统 KZCH--1 动态检测 系统 KZCH--1 纯铝 800 0. 718 0. 721 0. 7 9 LD11 800 0. 612 0. 614 0. 3 8 4 结论 ( 1) 以氢分压动态测定方法为基本原理，以西 华特定律为计算公式基本模型，由变容真空室、变容 驱动单元、氢气瓶、数据采集与处理单元和工业控制 计算机构成的铝合金熔体含氢量快速检测系统，可 以实现铝合金熔体含气量的生产现场快速检测． ( 2) 经与其他测试装置对比，在保证同级测量 精度的条件下，该系统具有测试速度快、操作方便和 测试成本低的突出特点． ( 3) 利用该系统不仅可以快速准确测定合金熔 体含氢量，还可用于研究氢在某种熔体中的扩散速 度，为研究液态合金吸气特性和除气工艺提供有效 分析手段． 参 考 文 献 ［1］ Yan H T，Xiao G． Study on hydrogen in aluminum melt． Alum Fabr，2006( 5) : 9 ( 闫红涛，肖刚． 熔体中氢的研究． 铝加工，2006( 5) : 9) ［2］ Han Q，Viswanathan S． Hydrogen evolution during directional so￾lidification and its effect on porosity formation in aluminum alloys． Metall Mater Trans A，2002，33( 7) : 2067 ［3］ Gao Y，Zhang H H，Gong Z R，et al． Hydrogen absorption in alu￾minum alloy melt． Spec Cast Nonferrous Alloys，2009，29( 1) : 85 ( 高原，张恒华，龚致礽，等． 铝合金熔体吸氢特性研究． 特 种铸造及有色合金，2009，29( 1) : 85) ［4］ Yan H T，Xiao G． Research of hydrogen-removal refinement process in aluminum alloy melt． Hot Work Technol，2007，36( 1) : 29 ( 闫红涛，肖刚． 铝熔体除氢精炼工艺的研究． 热加工工艺， 2007，36( 1) : 29) ［5］ Guo Y J． Effect of casting temperature on hydrogen content in alu￾minum alloy． Alum Fabr，2008( 1) : 39 ( 郭有军． 铸造温度对铝中含氢量影响规律的研究． 铝加工， 2008( 1) : 39) ［6］ Weigel J，Fromm E． Determination of hydrogen absorption and de￾sorption processes in aluminum melts by continuous hydrogen ac￾tivity measurements． Metall Mater Trans B，1990，21( 5) : 855 ［7］ Jiang G R，Liu Y，Li Y X，et al． A model for calculating solubili￾ty of hydrogen in molten aluminum alloys． Acta Metall Sin，2008， 44( 2) : 129 ( 蒋光锐，刘源，李言祥，等． 铝合金熔体中氢溶解度的计算 模型． 金属学报，2008，44( 2) : 129) ［8］ Tan B Q，Zhang G D，Li Y M，et al． Development of ELH-IV hy￾drogen measuring meter． Alum Fabr，2008( 5) : 30 ( 谭本清，张国栋，李元明，等． ELH-Ⅳ型铝熔体测氢仪的研 制． 铝加工，2008( 5) : 30) ［9］ Wu R Z，Shu D，Wang J，et al． Application of continuous online hydrogen tester in study of aluminum melt hydrogen absorption． Light Alloy Fabr Technol，2006，34( 1) : 27 ( 巫瑞智，疏达，王俊，等． 在线式连续测氢仪在铝熔体表面 吸氢特性研究中的应用． 轻合金加工技术，2006，34( 1) : 27) ［10］ Li D Y，Sun Q，Wang L H，et al． The Method of Dynamic Meas￾urement of Hydrogen Partial Pressure in Molten Aluminum Alloy: China Patent，200810064302． 2009-10-21 ( 李大勇，孙谦，王利华，等． 合金熔体氢分压动态测定方 法: 中国专利，200810064302． 2009--10--21) ·1076·