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化学平衡法Fe-Mn-C体系Mn对C的活度相互作用系数研究

时间:2018-01-11 11:27来源:毕业论文
运用化学平衡法对5组不同浓度的Fe-Mn-C三元体系的金属液与CO/CO2混合气体进行平衡实验,测得金属液中碳的活度系数fC,并进而得到在Fe-Mn-C体系中Mn对C的活度相互作用系数
摘要:高锰钢“去碳保锰”是TWIP钢冶金热力学的核心问题,而Fe-Mn-C体系中Mn对C的活度相互作用系数又是TWIP钢冶金热力学研究所必须的关键理论数据之一。本研究运用化学平衡法对5组不同浓度的Fe-Mn-C三元体系的金属液与CO/CO2混合气体进行平衡实验,测得金属液中碳的活度系数fC,并进而得到在Fe-Mn-C体系中Mn对C的活度相互作用系数。实验结果表明:在1823K的温度下Fe-Mn-C三元系中Mn对C的一阶活度相互作用系数为: =0.0822;17433
Mn对C的二阶活度相互作用系数为: =-0.00494。
关键词:Fe-Mn-C体系,活度系数,活度相互作用系数,活度,化学平衡法
Investigation of the Activity Interaction Coefficient of C as Affected by Mn in Fe-Mn-C System
Abstract: The question which the manganese is oxidized rather than carbon f-or high- manganese steel is the core issue of the metallurgical thermodynamicsfor TWIP steel. The activity interaction coefficient of C as affected by Mn in Fe-Mn-C system is one of the key and necessary theoretical data for the investigation of the metallurgical thermodynamics for TWIP Steel. In present study, a chemical equilibrium was established between five different concentrations ofmolten metal in Fe-Mn-C system with CO/CO2 mixed gas to acquire the data of carbon activity coefficients fC, and thus activity interaction coefficient of C as affected by Mn in Fe-Mn-C system. The experimental results show that the first order activity interaction coefficient   is 0.0822 and the second order activity interaction coefficient   is -0.00494 in Fe-Mn-C ternary system at
1823K.
Key Words: Fe-Mn-C system, activity coefficient, activity interaction coefficient, activity, chemical equilibrium method
  目录
1  引言    1 源自六/维-论;文;网!加7位QQ324,9114 www.lwfree.cn
1.1 高锰汽车用钢冶金热力学行为研究的意义    1
1.2 国内外高锰汽车用钢冶金热力学行为研究的现状    2
1.2.1 高锰钢应用现状及高锰汽车用钢的成分特点    2
1.2.2车用高锰钢冶炼的核心问题    4
1.3活度相互作用系数的国内外研究现状    5
1.4 本研究的目的和意义    7
2 实验原理和方法    9
2.1 实验原理    9
2.2实验原材料    10
2.3实验装置    10
2.4实验步骤    11
3 实验结果    15
4 实验结果分析    17
4.1 Fe-Mn-C体系中C的活度    17
4.2 Fe-Mn-C体系中Mn对C的活度相互作用系数     17
4.3 Fe-Mn-C体系中C对Mn的二阶活度相互作用系数     20
4.4 本研究结果与文献结果的比较    23
5 结论    25

1  引言
1.1 高锰汽车用钢冶金热力学行为研究的意义
2011年,我国汽车市场呈现平稳增长态势,产销量月月超过120万辆,平均每月产销突破150万辆,全年汽车销售超过1850万辆,再次刷新全球历史纪录[1]。现代汽车的发展方向是“节能、减重、降低排放、少污染,高安全性”[2,3]。钢铁仍将作为汽车的主导材料,约占车重的55%~70%。同时,钢板的要求也从之前的软钢提升到需具有高强度的钢板,高强度钢板将由目前每车使用量占车重的14%~45%(100~294kg/车)提高到未来的30%~70%,因此高强度是汽车用钢发展的一个主要趋势,且汽车用钢同时要有良好的成形性[2]。而车身轻量化是实现这一目标的重要手段之一。据统计,汽车重量每减轻1%,燃料可降低0.6%~1.0%。降低车身重量可提高燃油效率并减少尾气排放量。为此很多国家开始研究高强韧性钢,如双相钢、相变诱发塑性(TRIP)钢、TWIP等[3]。其中高Mn TWIP钢取得了突破成果,TWIP 钢具有中等的抗拉强度(~600MPa) 和极高的伸长率(>80%)。其具有较高的应变硬化率,并且对冲击能量的吸收程度是现有高强钢的两倍(20℃时约为0.5J/mm2),除此之外,具有高的能量吸收能力而且没有低温脆性转变温度,是一种具有高强度和高韧性的钢种,减重率>20%,极具市场前景,完全符合现代汽车工业在提高安全标准和更合理、低成本生产等方面的对钢材的要求的发展方向[3,4]。因此,汽车应用高锰TWIP钢适应现代汽车发展潮流,是汽车轻量化的主要手段。高锰TWIP钢研究已成为继IF钢、双相钢、相变诱导塑性(TRIP) 钢之后的高级汽车用钢的又一热点研究领域[2-4]。 化学平衡法Fe-Mn-C体系Mn对C的活度相互作用系数研究:http://www.lwfree.cn/cailiao/20180111/19095.html
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