第四章冶金熔体 1 13.6×106[cm2] T No 12.1×10×6.023×10 上式中的No为亚佛加德罗常数。 在FeS晶体中每个硫原子所占的面积为11.56×10°cm2,由此可知两者是相近的,所以一般认为 Fe-S系熔体的表面结构为FeS 其他各种元素对熔融铁合金表面张力的影响为:Ni、Cr、Co等元素的影响较小;Si和Mn等 元素能使其表面张力稍有下降:Sn的影响较大 42.6蒸气压 各种物质的蒸气压大小及其随温度的变化程度,不仅提供了物质在凝聚状态的知识,而且与工 业上防止蒸发或促进蒸发等技术有关。蒸气压也是确定溶液中各组元活度的重要性质。 各种元素的蒸气压随着温度的升高呈指数关系增大,通常可以用下式近似地表示它们之间的关 △Hb 4.575T 式中P是元素的蒸气压,ΔH是每摩尔蒸气的蒸发热,T是绝对温度,B是常数 元素的蒸发热ΔH也能表示原子间键的强度,元素的蒸发热越大,则表示原子间的吸引力越大 铁的蒸发热为84240ca1.mo1,锰的蒸发热为55200ca1.mo1,铁原子之间的作用力比锰的大得 多。同时铁的熔点和表面张力也比锰的大得多。 式(4-9)通常写成下列形式 lgP=—+B T 式中A和B在一定温度范围内可以看作常数。某些元素的A和B值可查表得到。根据表中数据可以计算 出在1873K时,铁的蒸气压为0.87×10atm,锰的蒸气压为5.9×10°2atm。由此可见,锰的蒸气压 为铁的680倍。在钢液真空脱气时,锰的蒸发损失较大 4.2.7电阻率 熔融金属和合金的电阻是金属熔体的电磁输送、电磁搅拌和感应加热等设备的操作和设计的重 要基础数据,是硏究熔融金属的电子结构和电子状态的重要物理性质。由于测定熔体电阻率比较困 难,故测定值较少,而且各测定值之间差别较大 熔铁电阻率的某些测定结果如图4-13所示。纯铁在熔化时其电阻率发生突变,约增加6%。从 熔点到1660℃的温度范围内,熔铁的电阻率r和温度t[℃]的关系如下式: r=112.3+0.0154t[u9·Cm] (4-11) Fe-C熔体的电阻率如图4-14所示,其电阻率随着碳浓度的增加而增大。在碳浓度从零到0.2 0.4%范围时,其电阻率随碳浓度的增加而激剧增大;当碳浓度大于0.4%时,其电阻率随碳浓度的 增加而稍有增加。碳在熔体中以正离子状态存在时,它的价电子转移到铁的3d层上,降低了能导电 的电子浓度和形成很多分散的离子杂质,增加了电阻率 硅、铝和铜对熔铁电阻率的影响如教材第84页图4-7所示。硅与碳一样,能使熔铁的电阻率增 加,但其影响程度比碳小得多。A1和Cu能降低熔铁的电阻率。第四章 冶金熔体 64 1 1 Ao=------ = ---------------------- = 13.6×10-16[cm 2 ] ΓNo 12.1×10-10×6.023×1023 上式中的 No 为亚佛加德罗常数。 在FeS晶体中每个硫原子所占的面积为 11.56×10-16 cm2 ，由此可知两者是相近的，所以一般认为 Fe-S系熔体的表面结构为FeS。 · 其他各种元素对熔融铁合金表面张力的影响为：Ni、Cr、 Co 等元素的影响较小；Si 和 Mn 等 元素能使其表面张力稍有下降；Sn 的影响较大。 4.2.6 蒸气压 各种物质的蒸气压大小及其随温度的变化程度，不仅提供了物质在凝聚状态的知识，而且与工 业上防止蒸发或促进蒸发等技术有关。蒸气压也是确定溶液中各组元活度的重要性质。 各种元素的蒸气压随着温度的升高呈指数关系增大，通常可以用下式近似地表示它们之间的关 系： -ΔHb lgP=-----------+B (4—9) 4.575T 式中P是元素的蒸气压，ΔHb是每摩尔蒸气的蒸发热，T是绝对温度，B是常数。 元素的蒸发热ΔHb也能表示原子间键的强度，元素的蒸发热越大，则表示原子间的吸引力越大。 铁的蒸发热为 84240cal．mol-1， 锰的蒸发热为 55200cal．mol-1，铁原子之间的作用力比锰的大得 多。同时铁的熔点和表面张力也比锰的大得多。 式(4—9)通常写成下列形式： A lgP=-----+B (4—10) T 式中A和B在一定温度范围内可以看作常数。某些元素的A和B值可查表得到。根据表中数据可以计算 出在 1873K时，铁的蒸气压为 0.87×10-4atm，锰的蒸气压为 5.9×10-2atm。由此可见，锰的蒸气压 为铁的 680 倍。在钢液真空脱气时，锰的蒸发损失较大。 4.2.7 电阻率 熔融金属和合金的电阻是金属熔体的电磁输送、电磁搅拌和感应加热等设备的操作和设计的重 要基础数据，是研究熔融金属的电子结构和电子状态的重要物理性质。由于测定熔体电阻率比较困 难，故测定值较少，而且各测定值之间差别较大。 熔铁电阻率的某些测定结果如图 4—13 所示。纯铁在熔化时其电阻率发生突变，约增加 6%。从 熔点到 1660℃的温度范围内，熔铁的电阻率 r 和温度 t[℃]的关系如下式： r=112.3+0.0154t[μΩ·Cm] (4-11) Fe-C熔体的电阻率如图 4-14 所示， 其电阻率随着碳浓度的增加而增大。在碳浓度从零到 0．2～ 0.4%范围时，其电阻率随碳浓度的增加而激剧增大；当碳浓度大于 0.4％时，其电阻率随碳浓度的 增加而稍有增加。碳在熔体中以正离子状态存在时，它的价电子转移到铁的 3d6 层上，降低了能导电 的电子浓度和形成很多分散的离子杂质，增加了电阻率。 硅、铝和铜对熔铁电阻率的影响如教材第 84 页图 4-7 所示。硅与碳一样，能使熔铁的电阻率增 加，但其影响程度比碳小得多。A1 和 Cu 能降低熔铁的电阻率。 64