Видеокурс по SIMATIC STEP 7


Растворы марганца, никеля, хрома, кобальта и молибдена в жидком железе

Свойства и размеры атомов марганца и железа почти идентичны:

Радиус атома, нм |Радиус иона, нм
Железо |0,128 |0,082
Марганец| 0,131| 0,091


Близки типы решеток и их параметры (у y-Fe), а также атомные массы обоих элементов (56 и 55). По этой причине растворимость марганца в жидком и y-железе неограниченна (растворы заме-щения). Связь Mn и Fe типично металлическая. Раствор близок к идеальному, и растворение Mn не сопровождается тепловым эффектом.

Для растворов различных элементов в железе удобно считать стандартным состоянием 1%-й раствор (по массе).

Для идеального раствора элемента с атомной массой “M” при очень низком процентном содержании “C” отношение активности в атомных долях к процентному содержанию составляет

, (3.8)

где 55,85 - атомная масса железа.

При образовании 1%-го идеального раствора элемента “X” в железе ax~0,5585/M, ат. долей.

При растворении чистого жидкого элемента в железе с образованием 1%-го идеального раствора Xж=[X]1% изменение изобарно-изотермического потенциала (свободной энергии Гиббса)

. (3.9)

При образовании из чистых марганца и железа 1%-го раствора Mn =2,303*8,313T =-38,13T, Дж/г-атом. Здесь =0, =+38,13 Дж/(г-атом); y[Mn]=1.

Никель (M=58,69) и кобальт (M=58,94) образует с железом расплавы, аналогичные по природе расплавам Fe-Mn. Для никеля =-38,54T Дж/г-атом для кобальта =-38,75Т, Дж/г-атом.

Для металлов, имеющих более высокую температуру плавления, чем железо, изменение изобарно-изотермического потенциала обусловлено не только растворением, но и переходом растворяемого металла в жидкое состояние:

(3.10)

где Тпл -температура плавления растворяемого металла.

С учетом поправки при образовании 1%-го раствора элемента в железе

(3.11)

При образовании 1%-го раствора хрома в железе

, Дж/г-атом.

При образовании 1%-го раствора молибдена в железе

, Дж/г-атом.

Все перечисленные элементы образуют растворы в железе, близкие к идеальным.

К идеальным системам относятся такие, в которых можно пренебречь объемом частиц и силами взаимодействия до их столкновения. Это разреженные газы и идеальные растворы...

Шлаки сталеплавильного производства – расплавы различных оксидов и сульфидов...

Законы физико-химического равновесия для реальных систем

В реальных системах необходимо учитывать собственный объем частиц и их взаимодействие до столкновения. Степень этого взаимодействия изменяется с изменением состава раствора, в результате...