Розробка фізико-хімічних моделей для прогнозування розчинності газів і вуглецю в металургійних розплавах - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Розробка фізико-хімічних моделей для прогнозування розчинності газів і вуглецю в металургійних розплавахЯвойський, при вивченні процесів розчинності газів в розплавах необхідно, перш за все, вибрати найправдоподібнішу гіпотезу про структуру розплаву-розчинника, вирішити питання про форми існування компонентів газової фази в різних середовищах, врахувати умови формування складу і властивостей утворюваних ними сполук. Дослідження процесів сольватації, якими супроводжується розчинення газів в розплавах, експериментальним шляхом утруднено, вимагає оригінального і дорогого устаткування, у ряді випадків неможливо. Подальші публікації про поведінку газів в розплавах до теперішнього часу не зняли з порядку денного пошук відповіді на ключове питання - на базі якої моделі міжатомної взаємодії в розплавах слід шукати відповідь на сформульовані В. І. Тому дослідження впливу складу на розчинність газів і вуглецю в розплавах, розвиток теоретичних уявлень про властивості системи "розплав-газ", з отриманням прогнозних моделей, є актуальною задачею для теорії і практики виробництва металургійних сплавів, що зумовлює актуальність і наукову значність результатів досліджень, узагальнених в дисертації. розвинути уявлення про звязок сорбційної місткості зєднань і розплавів по відношенню до газів з характеристиками міжатомної взаємодії в адсорбентах;Використання модельних параметрів в якості "згорток" інформації про склад багатокомпонентних розплавів-розчинників дозволяє кількісно описувати вплив зміни їх складу на різні властивості системи "розплав-газ", використовуючи сучасні методи аналізу і узагальнення великих масивів експериментальної інформації. Обґрунтовано доцільність трактування розплавів як хімічно єдиних систем, зміна складу яких впливає на комплекс властивостей і реакційну здатність газовмісних розплавів і повязана із зміною параметрів міжатомної взаємодії в їх структурах. У другому розділі наведено фізико-хімічні моделі для розрахунку розчинності водню і його сорбційної місткості в різних розплавах і матеріалах. Також розглянуто звязок розчинності водню ([H], см3/100 г металу) в розплавах Fe при різному вмісту другого компоненту (С, V, Ti, Co, Cr, Mo, Ni) з інтегральними параметрами міжатомної взаємодії в температурному (T) діапазоні 1445-1600°С. У звязку з тим, що для представлення експериментальних даних по розчинності газів в іонних розплавах доцільніше всього використовувати константи розчинності Генрі КР, KN і КО, розроблена нова методика опису констант розчинності газоподібного йоду, хлору, брому в сольових розплавах, а також азоту в металевих розплавах.Обгрунтована доцільність використання уявлень і математичного апарату теорії фізико-хімічного моделювання процесів міжатомної взаємодії в розплавах для аналізу на чисельному рівні процесів, що протікають в них з участю газів. Встановлено тісні кореляційні звязки розчинності водню, кисню, азоту і вуглецю в металах і сплавах з модельними параметрами структури розплавів (хімічним (Zy), структурним (d) і електрохімічним (tg?) еквівалентами). Запропоновано аналітичні залежності для прогнозування активності газів і розчинності, насиченого стану вуглецю в розплавах на основі фізико-хімічних моделей їх будови. Одержано фізико-хімічні моделі для основних класів сплавів-накопичувачів водню (СНВ), які дозволяють розраховувати сорбційну місткість ще не досліджених складів СНВ. Розроблено методику опису констант розчинності газоподібних йоду, хлора, брому в сольових розплавах, а також азоту в металевих розплавах, які рекомендуються для розрахунку констант розчинності газів в ще невивчених системах "газ-розплав", шляхом згортки відомих політерм розчинності газу в узагальнену модель.

Основний зміст роботи