Способ определения теплоты образования сплавов

Способ определения теплоты образования сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПСХГОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОТЫ ОБРАЗОВАНИЯ СПЛАВОВ, включающий рас плавление навески сплава, о т л и .чающийся тем, что, с целью .повышения точности и снижения трудоемкости определения, после расплавления измеряют ВЯЗКОСТЬ и температуру сплава, а искомую величину находят по формуле (( , где вязкость сплава; ti i вязкость и мольная доля 1-го компонента; 8 . Т - температура; R - газовё1я постоянная.

„.SU„„1 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЩП С 01 N 25/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ

t у

И АВТСРСИСИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1(21) 3391208/18-25 (22) 05.01. 82 (46) 23.11.83. Бюп. 9 43 (72) Л.М. Романов, Л.Я. Коэлев, Е.В. Рожкова и О.M. Романов (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт угольного машиностроения и Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (53) 536. 42 (088. 8) (56) 1, Филиппов С.И. и др. Фиэикохимические методы исследования ме таллургических процессов, М., "Металлургия", 1968, с. 366, 2. Филиппов C.И. и др. Фиэикохимические методы исследования металлургических процессов. М., "Металлургия", 1968, с. 139 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОТЫ

ОБРАЗОВАНИЯ СПЛАВОВ, включакюцнй рас.плавление навески сплава, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

:повышения точности и снижения трудо емкости определения, после расплавления измеряют вязкость и температуру сплава, а искомую величину находят по Формуле где, $,. ийь вяз кость спл ав а; вязкость и мольная доля

1-ãî компонента; температура; газовая постоянная.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

1056014

Изобретение относится к фиэикохимическому анализу, в частностМ. к определению термодинамических и динамических свойств многокомпонентных металлических сплавов теплоты образования расплавов, избыточных . 5 парциальных теплот смещения отдельных компонентов, их активностей и динамической вязкости. расплава.

Известен способ измерения активностей компонентов расплава методом 10 испарения, заключающийся в расплавлении металла заданного .состава, нагреве до требуемой температуры и определении давления пара интересуемого элемента (11. 15

Недостатком способа является необходимость проведения длительных экспериментов, в процессе которых непрерывно изменяется химический сос тав исходного металла. При определении активности в сложных системах требуется выполнение большого количества химических анализов. Результаты определения активности могут быть искажены иэ-за присутствия небольших количеств поверхностно25 активных элементов, таких, как сера и кислород.

Кроме того, этот способ не позво- ляет проводить непосредственное оп,ределение теплоты образования расплаваа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения теплоты образования сплава, заключающимися в расплав-. З5 ленин сплава, нагреве до заданной температуры, введении добавки компо- нента, термодинамические свойства которого определяют, для получения сплава требуемого состава, и измере- 40 нии искомой величины (2 1.

Недостатком данного способа является необходимость внесения поправок на изменения теплосодержания сбрасываемой добавки, ее теплоты плавле- 45 ния, поэтому для измерения малых тепловых эффектбв данный способ непригоден из-за большой погрешности.

На точность калориметрического измерения значительное влияние могут оказывать реакции взаимодействия добавки с растворенными в метапле примесями (например, азот и кислород) и материалом тигля.

Общим недостатком этих способов является то, что они позволяют определять лишь парциальные (диф..Ференциальные) теплоты растворения отдельных элементов. Расчеты интегральных теплот на основании экспериментальных данных, полученных с помощью известного способа,,приводят к большим погрешностям. Кроме того, для ее определения необходим проведение большого числа длительных ,трудоемких экспериментов (не менее 20 } .165

Целью изОбретения является повышение точности и снижение трудоемкости определения..

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения теплоты образования сплава, включающему расплавление навески сплава, после расплавления измеряют вязкость и температуру сплава, а искомую величину находят по формуле

I где — вязкость сплава;

q,è и - вязкость и мольная доля

i-ro. компонента;

Т вЂ” температура;

R — - газовая постоянная.

Предлагаемый способ основан на экспериментально установленной зависимости между теплотой образования сплава и вязкостью.

Способ осуществляется следука им образом. Навеску сплава заданного, химического состава помещают в ячей« ку для измерения вязкости (например, в огнеупорный тигель, подвешенный на упругой нити), расйлавляют и нагревают до температуры, при которой все компоненты, входящие в состав сплава, находятся в жидком состоянии, и производят измерение вяз-, кости. Вязкость чистых компонентов для расчета берут из справочных данных либо измеряют опытным путем.

1Определенные значения вяэкостж спла. ва, чистых компонентов и температуры, при которой производили измерения, псдставляют в формулу (!) и находят теплоту образования сплава.

Пример 1. Определить количество тепла, выделяющегося при обра . зовании расплава, содержащего 50 % й1 и 50% Fe. Измерение вязкости расплава при 1600 С дало значение =0 047 П. Вязкость чистого никеля Ь1,„.=0,038 П, вязкость железа

g< =0,052 Л.

Подставляя значения Ч в уравнеййе (1) получим1

- 6 =М т 8 З- <,9а 1875 eh x

1р й» (Fe х

О 041

- 000 atn/молЬ, (О,ОЯ.) (0,038)

Из справочных данных известно, что величина 0 составляет 580 кал/моль, Пример 2, Определяют активность никеля в сплаве Ni - Fe,ñoäåðжащем 60Ф И1 . Экспериментальные значения вязкости сплавов при 1600 С, содержащих 55,60,65В никеля, составляют 0,0415; 0,0459у 0,0452.

Подставив найденные значения а уравнение (1), определяют теплоту образования этих сплавов Q 55% Nf

1056014

680 - 640 йв = 400 кал/моль, Й1

Ф 1

Тогда вецичина 5g;. составляет

Qg)=660+(1-0 6)400=820 кал/моль, а активность никеля ак .ио. RT,9919.73

Составитель С. Беловодченко

Редактор Н. Лазаренко ТехрЕд: С.Мигунова Корректор A- Ильин

Заказ 9290/34 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", Ь. ужгород, ул. Проектная, 4

650 кал/моль, 0 60% Ni 660 кал/моль, ф 653 Ni =680 кал/моль.

Первая производная теплоты смешения по концентрации равна

По данным справочника Цм =0,48.

Предлагаемы способ позволяет с

,точностью не ниже 5Ъ определять одновременно термодинамические и динамические свойства расплавов, а также по экспериментальному определению вязкости расплава вычислить термодинамические характеристики, либо решить обратную задачу. Это значительно сократит объем экспериментов и

tO повысит производительность труда при исследовании свойств металлических расплавов.