Термодинамические характеристики расплавов на основе железа

	Загрузить архив:
	Файл: 022-0002.zip (1329kb [zip], Скачиваний: 95) скачать

Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию

Сибирский государственный индустриальный университет

Факультет электротермических технологий

Кафедра электрометаллургии стали и ферросплавов

Дипломная работа

на тему:

Термодинамические характеристики расплавов на основе железа

Руководитель:	Воробьев Анатолий Александрович
Исполнитель:	Бородин Игорь Сергеевич студент группы ЭМ- 952

Новокузнецк 2000

АННОТАЦИЯ

Бородин И.С. Термодинамические характеристики расплавов на основе железа: дипломная работа по специальности «Металлургия черных металлов» (110100), специализации «Электрометаллургия стали и ферросплавов» (110103). Новокузнецк, 2000. – 124 с. табл. 64, ил.57, источников 32, чертежей 10листов.

Проведен подробный термодинамический анализ компонентов бинарных металлических растворов с различными отклонениями от закона Рауля, основанный на использовании концентрационных уравнений.

Опробован графический способ определения коэффициентов альфа и бета в указанных выше уравнениях, связывающих термодинамические функции компонентов раствора с их концентрацией.

На основании рассмотренных растворов выявлены некоторые закономерности, являющиеся справедливыми для всех бинарных металлических систем.

Исполнитель ___________________       Бородин И.С.

ANNOTATION

Borodin I.S. The thermodynamic characteristics molten solutions on the basis of iron: degree work on a speciality " Metallurgy of ferrous metals " (110100), specialization " Electrometallurgy of steel and ferroalloys " (110103). Novokuznetsk, 2000. - 124 p., Tab. 64, ill. 57, sources 32, drawings 10 of sheets.

The detailed thermodynamic analysis of components of binary metal molten solutions with various deviations from the Raul`s law, based on use of the concentration equations is carried out.

The graphic way of definition of factors alpha and beta in the mentioned above equations connecting thermodynamic functions of components of a solution to their concentration is tested.

On the basis of the considered solutions some laws being fair for all binary metal systems are revealed.

The executor____________________       Borodin I.S.

СОДЕРЖАНИЕ
	Введение  _______________________________________________	7
1 Термодинамика растворов
	1.1 Основные понятия____________________________________	8
	1.2 Растворы  ____________________________________________	13
2 Концентрационные уравнения для бинарных растворов с полной взаимной растворимостью
	2.1 Вывод концентрационных уравнений  ____________________	31
	2.2 Функция j ___________________________________________	34
3 Определение коэффициентов альфа и бета
	3.1 Математический метод________________________________	37
	3.2 Графический метод  ___________________________________	39
4 Использование метода наименьших квадратов при расчете функции ______________________________________________	44
5Подробный анализ применимости концентрационных уравнений для описания реальных систем с различным характером отклонений от закона Рауля
	5.1 Подробный анализ системы Fe – Cu_____________________	46
	5.2 Подробный анализ системы Fe – Si______________________	51
	5.3 Подробный анализ системы W – Pd ______________________	69
6 Системы с различным отклонением от идеальности
	6.1 Системы с положительным отклонением от идеальности ____	78
	6.2 Системы с отрицательным отклонением от идеальности  ____	95
7 Обобщение результатов анализа, выводы_____________________	112
	Список использованных источников ________________________	122

ВВЕДЕНИЕ

Вопросы теории растворов занимают важное место в термодинамике. Образование растворов существенно изменяет условия протекания химических реакций. Как и в природе, так и в технике постоянно приходится иметь дело с растворами, а не с чистыми веществами.

Химически чистые вещества представляют собой лишь предельное состояние, которое никогда в действительности не достигается. Получаемое в современной технике методами вакуумной и зонной плавок чистейшие металлы все же содержат ничтожные количества (10^-6 %) примесей, главным образом металлоидов, и по существу являются растворами. [1]

Самое чистое железо, которое может быть получено в настоящее время, содержит примесей до нескольких тысячных долей процента. Можно считать, что основная разница между бессемеровской сталью и сталью, выплавленной в мартеновской печи, заключается в наличии в первой около 0,01% азота, влиянием которого на свойства стали нельзя пренебрегать. [2]

Химические реакции при выплавке чугуна и стали происходят в растворах. В доменных и сталеплавильных печах жидкие чугун и сталь взаимодействуют со шлаком – раствором окислов. [1]

Задача термодинамической теории расплавов состоит в том, чтобы связать различные свойства растворов и найти способы предсказания свойств растворов, исходя из свойств чистых компонентов. Однако,настоящее время, рассчитать изменение термодинамических функций в процессе сплавообразования, исходя из свойств исходных компонентов, не представляется возможным. Основным источником информации является экспериментальное исследование.[3]

В данной дипломной работе рассмотрена возможность расчета, на основании экспериментальных данных о концентрационной зависимости одной из термодинамических характеристик компонента, изменения остальных его свойств.