钢液真空脱气    (vacuum degassing)

钢液在真空条件下脱去其中的氢和氮的过程。它是钢液真空处理的主要应用。钢中气体主要是氢与氮。它们是炼钢过程中溶入钢液的，对钢材性能危害很大。钢液凝固过程中氢析出时要造成气泡、白点、发纹及钢锭上涨等缺陷。而未被析出的氢会降低钢的强度极限、断面收缩率、延伸率和冲击韧性。钢中的氮会产生钢的时效脆化，降低钢的冲击韧性及引起钢的冷脆。

气体在钢液中溶解时服从平方根定律，即气体的溶解度与钢液上方该气体的分压力的平方根成正比：

式中a_[H] 为以％表示的钢中氢浓度，以Fe-H系无限稀溶液为基准的活度，因f _H ≈1，故a[H]≈[％H]，从而得出氢在铁液中的溶解度与其在同铁液中平衡的气相中分压的关系:

[H]=K_H (p_H2)^1/2

同理，对氮也得到同样的关系式：

[N]=K_N (p_N2)^1/2

由于在气体溶解反应过程中，气体的摩尔数有变化，当温度一定时，液态金属上面气体分压力变化可以引起平衡的移动，即金属中气体平衡浓度的变化。例如，当温度为1600℃时，K_H=0.0025，K_N=0.04。与含氢2×10^-6 和含氮0.003％的金属平衡时，气相中氢和氮的分压(atm)为

可见，从热力学平衡角度，使铁液中的含氢量和含氮量降低到较小数值，并不需要在熔池上面保持很高的真空度，保持几百帕(几毫米汞柱)的压力，就能使钢液中溶解的气体含量降到相当低的水平。真空脱气设备的极限真空度多选在67Pa(0.5mmHg)以下，即可以使钢中气体含量降到很低。而实践证明，钢和合金经各种不同形式的设备处理后，能达到良好的脱氢效果，而真空脱氮则比较困难。导致脱氮困难的原因：一是钢中常含有强氮化物生成元素，使氮处于化合物状态；另一原因是反应动力学的因素。