含鋇合金熱力學(xué)性質(zhì)的計算及其處理后鋼的組織性能的研究.pdf

1、隨著對鋼材使用性能的要求不斷提高，復(fù)合脫氧劑的研究開發(fā)發(fā)展很快，尤其是使用含鋇合金作為煉鋼用脫氧劑越來越成為人們關(guān)注的焦點。 對于含鋇合金的脫氧效果以及其脫氧機理，近年來取得了大量的研究結(jié)果。但關(guān)于該合金體系的熱力學(xué)性質(zhì)報道甚少，而合金的熱力學(xué)性質(zhì)是合金成分優(yōu)化設(shè)計以及合金生產(chǎn)的重要參數(shù)，對于含鋇合金體系的熱力學(xué)性質(zhì)的研究具有重要的理論意義與實用價值。另外，使用含鋇合金處理鋼液，對鋼材的組織和機械性能的影響機理尚未形成一致看法，

2、有待于進一步深入研究。 本論文利用Miedema二元合金生成熱模型和Toop非對稱幾何模型，結(jié)合相關(guān)的熱力學(xué)關(guān)系式，計算了含鋇二元和三元合金熔體熱力學(xué)性質(zhì)，并對經(jīng)含鋇合金處理的鋼材進行了組織和機械性能測定，探討了其影響機理。 結(jié)果表明，Si-Ba、Al-Ba和Ca-Ba合金熔體的生成熱△H、過剩熵SE和過剩自由能GE均為負值。在鋇的摩爾分數(shù)xBa相同的情況下，Si-Ba合金熔體的生成熱、過剩熵和過剩自由能的絕對值最大，而

3、Ca-Ba合金熔體最小。Si-Ba、Al-Ba合金熔體組元活度相對于理想熔體存在明顯的負偏差，隨溫度升高，活度增加，但增加幅度不大，這表明硅、鋁原子與鋇原子之間存在較強的相互作用。Ca-Ba合金熔體組元活度在整個成分范圍內(nèi)較為接近理想熔體，溫度對其活度的影響甚小，鋇原子與鈣原子相互作用不大，互溶性較好。 在1873K時Si-Ca-Ba合金熔體的過剩自由能、生成熱和過剩熵均為負值。在富硅區(qū)域和硅含量較少的區(qū)域，各熱力學(xué)性質(zhì)的變化趨

4、勢較大。過剩自由能、生成熱和過剩熵的最小值均出現(xiàn)在xSi=55％，xCa=45％，xBa=0％成分處。Si-Ca-Ba合金中組元鋇的加入，對合金的過剩自由能、生成熱和過剩熵影響不大，隨鋇含量的增加，各熱力學(xué)性質(zhì)無顯著變化。在1873K時Si-Ca-Ba合金熔體組元的活度交互作用系數(shù)分別為lnγ0Ca=-0.00957734，εCaCa=0.0262587，εBaCa=0.0198847，ρCaCa=-0.017537，ρBaCa=-0.