第四章冶金熔体 张力出现最小值和最大值。这表示铁碳熔体的结构发生了变化。在碳浓度小于0.15%时,其结构为 近似于δFe的近程排列;当碳浓度超过度0.4%时,其结构为近似于γFe的近似排列:当碳浓度在 0.15~0.14%时是过渡性的,与此同时存在着上述两种结构的近程排列;当碳浓度接近共晶成分(4 2%)时,其密度又有明显的最大值。这是由于质点间有强烈的相互作用,熔体具有压缩趋势所造成 图43FeC合金熔体的密度(1600℃)图4-4在液相线以上50℃时,碳对熔铁密度(a)和表面 本狄克斯,2一维道夫斯基,3卢卡斯维尔特曼 张力(b)的影响 4一维尔特曼、5一斋藤、佐久间,6一菲利波夫: 其他合金元素对熔融铁合金密度的影响大致如下:加入Al、Mn、P、S、Si和等元素,能使熔 融铁合金的密度减小;加入Co、Cu和Ni等元素能使其密度增大。 422粘度 金属熔体的粘度对于冶炼和浇铸操作及产品质量等都有很大的影响。例如,扩散速度、非金属 夹杂物的排除、钢锭的结晶和偏析等都与金属熔体的粘度有密切的关系。同时它也是阐明熔融铁合 金结构的重要性质。测定熔融铁合金的粘度主要用旋转振动法 铁碳熔体的粘度如图4-5所示,由图可见,与FeC熔体的密度一样,差别很大。图中多数曲线表 示,Fe-C熔体的粘度随着碳浓度的增加而稍有减小,但是曲线1、8、9所示,其粘度随碳浓度变化具 有复杂的关系,通常认为这与组分和结构有关。在碳浓度低于0.15%时,因为FeC溶体中含有较多 的氧,所以随着碳浓度的增加而氧浓度激剧下降,使其粘度降低。在碳浓度大于0.15~0.20%时, 随碳浓度的増加氧浓度变化不大,因此其粘度的变化与Fe-C熔体的结构随着碳浓度的变化有关。 其他元素对熔铁的粘度的影响大致如下:Ni、Co、Cr等元素,对熔铁的粘度影响较小;Mn、Si、 A、P、和S等元素,能使熔铁的粘度下降,特别是A、P和S等元素,很少的含量时就能使熔铁的粘 度大大降低;V、№b、Ti和Ta等元素,能使熔铁的粘度增大。必须注意,当熔铁中存在悬浮的固体质 点如A1O3和Cr2O等越多,则粘度就越大 熔融铁合金的粘度随温度而变化,在距熔点不很远的温度范围内可用下式表示: E (4-1) 式中A是常数,与熔体的性质有关;E是粘滞流动活化能,亦与熔体的性质有关。E值通过测定该熔 体在不同温度时的粘度,并以1gn对1/T作图求出。第四章 冶金熔体 58 张力出现最小值和最大值。这表示铁碳熔体的结构发生了变化。在碳浓度小于 0.15%时，其结构为 近似于δFe的近程排列；当碳浓度超过度 0.4%时，其结构为近似于γFe的近似排列；当碳浓度在 0.15～0．14％时是过渡性的，与此同时存在着上述两种结构的近程排列；当碳浓度接近共晶成分（４. ２%）时，其密度又有明显的最大值。这是由于质点间有强烈的相互作用，熔体具有压缩趋势所造成 的。 图 4—3 Fe—C 合金熔体的密度(1600℃) 图 4－4 在液相线以上 50℃时，碳对熔铁密度（a）和表面 1 一本狄克斯，2 一维道夫斯基，3 卢卡斯维尔特曼， 张力（b）的影响 4 一维尔特曼、5 一斋藤、佐久间，6 一菲利 波夫； 其他合金元素对熔融铁合金密度的影响大致如下：加入 A1、Mn、P、S、Si 和 V 等元素，能使熔 融铁合金的密度减小；加入 Co、Cu 和 Ni 等元素能使其密度增大。 4.2.2 粘度 金属熔体的粘度对于冶炼和浇铸操作及产品质量等都有很大的影响。例如，扩散速度、非金属 夹杂物的排除、钢锭的结晶和偏析等都与金属熔体的粘度有密切的关系。同时它也是阐明熔融铁合 金结构的重要性质。测定熔融铁合金的粘度主要用旋转振动法。 铁碳熔体的粘度如图 4-5 所示,由图可见，与 Fe-C 熔体的密度一样,差别很大。图中多数曲线表 示,Fe-C 熔体的粘度随着碳浓度的增加而稍有减小,但是曲线 1、8、9 所示，其粘度随碳浓度变化具 有复杂的关系，通常认为这与组分和结构有关。在碳浓度低于 0.15%时，因为 Fe-C 溶体中含有较多 的氧，所以随着碳浓度的增加而氧浓度激剧下降，使其粘度降低。在碳浓度大于 0．15～0.20%时， 随碳浓度的增加氧浓度变化不大，因此其粘度的变化与 Fe-C 熔体的结构随着碳浓度的变化有关。 其他元素对熔铁的粘度的影响大致如下：Ni、Co、Cr等元素，对熔铁的粘度影响较小；Mn、Si、 Al、P、和S等元素，能使熔铁的粘度下降，特别是Al、P和S等元素，很少的含量时就能使熔铁的粘 度大大降低；V、Nb、Ti和Ta等元素，能使熔铁的粘度增大。必须注意，当熔铁中存在悬浮的固体质 点如Al2O3和Cr2O3等越多，则粘度就越大。 熔融铁合金的粘度随温度而变化，在距熔点不很远的温度范围内可用下式表示： Eη η=Aexp(------) (4-1) RT 式中Å是常数，与熔体的性质有关；Eη是粘滞流动活化能，亦与熔体的性质有关。Eη值通过测定该熔 体在不同温度时的粘度，并以lgη对 1／T作图求出。 58