Определение растворимости азота в легированных расплавах железа
Автор: Natalia24071 • Октябрь 23, 2019 • Курсовая работа • 1,835 Слов (8 Страниц) • 514 Просмотры
Содержание
Стр. | |
Задание | 2 |
Теоретические основы | 3 |
Расчетные соотношения | 7 |
Протокол расчета растворимости азота в легированных расплавах железа в Приложении Microsoft Excel | 8 |
Результаты расчета | 9 |
Вывод | 10 |
Список литературы | 11 |
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ АЗОТА
В ЛЕГИРОВАННЫХ РАСПЛАВАХ ЖЕЛЕЗА»
Задание: Рассчитать температурную зависимость растворимости азота в многокомпонентном расплаве на основе железа по трем уравнениям, использующим термодинамические параметры взаимодействия азота с компонентами расплава первого и второго порядков. Построить графики рассчитанных зависимостей.
Вариант задания на курсовую работу.
Вариант | Состав металлической ванны (% по массе с учетом Fe) | Температурный интервал, °С | Давление, атм | ||
Cr | Ni | Mn | |||
7 | 24,5 | 16,5 | 10,0 | 1450[pic 1]1800 | 1 |
Теоретические основы
В настоящее время качественная металлургия производит значительное количество марок стали с регулируемым содержанием азота. В связи с этим важным является теоретически предвидеть растворимость азота в металлических расплавах в зависимости от их состава, температуры и парциального давления азота в газовой фазе.
Реакция растворения азота в расплаве железа:
[pic 2] (1)
Растворимость азота в расплаве железа можно выразить через температурную функцию константы равновесия этой реакции [pic 3]:
[pic 4], где (2)
[pic 5] – коэффициент активности азота в расплаве
[pic 6]. (3)
Таким образом,
[pic 7], где (4)
[pic 8] – растворимость азота в жидком металле, % (по массе);
[pic 9] – парциальное давление азота в газовой фазе.
Ниже приведены численные значения [pic 10] и [pic 11] для расчета константы равновесия азота в железе [pic 12], полученные разными исследователями:
№ п.п. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
А | – 875 | – 643 | –1050 | – 293 | – 375 | –188 | – 247 |
В | – 0,890 | –1,060 | – 0,815 | – 1,160 | –1,154 | –1,250 | –1,220 |
По этим данным растворимость азота в жидком железе [pic 13] при [pic 14]= 1 атм и [pic 15] = 1600 °C равна, % (по массе):
№ п.п. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
[pic 16], % | 0,0439 | 0,0399 | 0,0421 | 0,0483 | 0,0442 | 0,0446 | 0,0445 |
Выплавляемые стали и сплавы содержат легирующие элементы, существенно влияющие на поведение азота. Их влияние проявляется через значение коэффициента активности азота в расплаве, который можно рассчитать с привлечением параметра взаимодействия азота с компонентами металлического расплава:
...