化學(xué)冶金及缺陷分析(編輯修改稿)
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【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 P PK 分?2022/8/19 31 氧化熱力學(xué)條件： 及： 前者為金屬氧化物的分解壓 后者為環(huán)境氣氛氧分壓 分2lnln)( 20 OPXf PRTKRTOMG ????0)( 20 ?? OMG xf分22 OO PP ?2022/8/19 32 合金元素與 O2的合力越大， 越負(fù)， 越小，（即很少的環(huán)境壓即可氧化） 據(jù)分解壓（或氧化物標(biāo)準(zhǔn)生成自由焓）可比較氧化傾向。（見(jiàn)圖） )( 20 OMG xf?2OP2022/8/19 33 氧化物的△ G與溫度的關(guān)系圖 2022/8/19 34 → T 的關(guān)系， Fe 線以下均氧化（熔、鑄，焊時(shí)） Fe C Si Mn 熔、鑄，焊過(guò)程中氧的來(lái)源 ①空氣中氧 ②爐料、藥皮，造渣礦石中高價(jià)氧化物分解 CaCO3 → CaO+CO2 (545℃ 分解 ) 0G?2??? TP CO2022/8/19 35 MgCO3→MgO+CO2 (325℃ 分解 ) ③ 氣相中氧化性氣體高溫分解放氧 CO2 H2O H2O→H2+1/2O2 2??? TP CO 4 5 4 8lglg2221????TpppKpcooco0 4 3 1 5 4lglg2212 2 ????TpppKpOHoH2022/8/19 36 4500K： H2O=1/2H2+OH H2O=OH+H T↑ H2O 氧化性愈大 H2O=2H+O 擴(kuò)散氧化 ： ——熔渣對(duì)金屬氧化 如：鋼鐵 FeO 即溶于渣又溶于 Fe液中 直接轉(zhuǎn)換至鐵液 一定溫度下平衡時(shí) FeO于渣鐵中分配比例為常數(shù) （ FeO） =[FeO] 渣 鐵液 2022/8/19 37 FeO于渣鐵中分配比例為常數(shù) 一般規(guī)律： A、 B 大小與熔渣性質(zhì)，溫度有關(guān) （ 如 堿性渣比酸性渣易造成擴(kuò)散氧化） LFeOFeO ?)( ][ ??? TLBTAL ???lg2022/8/19 38 置換氧化： 對(duì)氧親合力差異 強(qiáng) 置換 弱 如 ：沖天爐 熔鐵 ： 鐵中： [Mn], [Si] 元素被 [FeO]氧化。 [Si]+2[Feo]?(SiO2)+2[Fe] [Mn]+[FeO]?(MnO)+[Fe] 3 4 6 0ln ?? TK ?? TK2022/8/19 39 ① 元素 Mn Si 被燒損 ② T↑ K↓反應(yīng)減弱 = 送熱風(fēng)減少 Mn Si 燒損 甚至反向反應(yīng) Si 量上升 親合力更大的元素， 如 Ti Cr ,將 FeO SiO2 MnO 都還原而自己被氧化 （ SiO2） +[Ti]?[Si]+(TiO2) 2(MnO)+[Ti]?2[Mn]+(TiO2) 2(FeO)+[Ti]?2[Fe] +(TiO2) 2022/8/19 40 來(lái)源， 加工過(guò)程中 爐料， 焊劑， 燃料 危害： S： 紅脆 ，熱裂紋，塑性 和韌性 下降 P： 塑性 特別是低溫塑性 下降 滲入： S 在 RT下 Fe中溶解度 —% 形成化合物 FeS 三、滲 P、 S 2022/8/19 41 Fe+FeS Tm=958 ℃ FeO+FeS Tm=940℃ NiS+Ni Tm=644 ℃ = 熱裂敏感性 ↑ 抗腐蝕性 ↓ P、主要形式 以 Fe3P ， Fe2P的形式存在 Fe+Fe3P Tm=1050 ℃ Ni3P+Ni Tm=880 ℃ =熱裂紋，低溫韌性，冷脆性 返回目錄 2022/8/19 42 一、脫氧 氧化： 夾雜，含 O↑ 元素?zé)龘p 去除方法： 擴(kuò)散脫氧 (上 ） 沉淀脫氧（ 下 ） 擴(kuò)散脫氧： 根據(jù) —氧化物在渣與金屬中溶解分配據(jù)條件而變化 熱力學(xué) ： ①溫度 lgL=A/T+B 例如 Fe中，當(dāng) T↓L↑ [FeO]→(FeO) 金屬加工過(guò)程中的冶金保護(hù)與處理 2022/8/19 43 ② 渣性： 酸性比堿
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