blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2017-5-387-390blackmet-1064Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВPHYSICO-CHEMICAL BASICS OF METALLURGICAL PROCESSESКОЭФФИЦИЕНТЫ АКТИВНОСТИ Ti И V В РАСПЛАВАХ ЖЕЛЕЗА ПО ДАННЫМ О НИТРИДООБРАЗОВАНИИACTIVITY COEFFICIENTS OF Ti AND V IN IRON MELTS FROM NITRIDE FORMATION DATAСерьезновВ. Н.Ser’eznovV. N.

к.т.н.

Cand. Sci. (Eng.)

yurij-seryoznov@yandex.ruЛысенковаЕ. В.LysenkovaE. V.

к.т.н., старший преподаватель кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов

Cand. Sci. (Eng.), Senior Lecturer of the Chair of Metallurgy of Steel, New Production Technologies and Metal Protection

lysenkova@list.ruСтомахинА. Я.StomakhinA. Ya.

д.т.н., профессор кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов

Dr.Sci. (Eng.), Professor of the Chair of Metallurgy of Steel, New Production Technologies and Metal Protection

alstom@misis.ruНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияNational University of Science and Technology “MISIS” (MISIS), MoscowRussian Federation201727052017605387390Copyright © Серьезнов В.Н., Лысенкова Е.В., Стомахин А.Я., 20172017Серьезнов В.Н., Лысенкова Е.В., Стомахин А.Я.Ser’eznov V.N., Lysenkova E.V., Stomakhin A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/1064

Термодинамические данные об условиях образования нитридов TiN и VN в расплавах железа были получены в МИСиС в диссертационной работе В.Н. Серьезнова на усовершенствованной установке Сивертса с помощью компенсационного метода измерения давления и объема газов с использованием высокочувствительного нуль-прибора (датчика давления). Применение этого высокочувствительного и надежного метода в исследованиях взаимодействия газа с металлом было впервые предложено и реализовано в Челябинском НИИ металлургии профессором А.Г. Пономаренко. Полученные в работе экспериментальные данные использованы для вычисления коэффициентов активности Ti и Vв разбавленных растворах на основе железа. При этом за основу взяты уточненные справочные данные об энергии Гиббса образования нитрида ванадия из элементов. Полученные значения коэффициентов активности = 0,055 и = 0,24 хорошо согласуются с литературными значениями.

 

Thermodynamic data about the TiN and VN formation in iron melts were obtained at the National University of Science and Technology “MISIS” using advanced Sieverts apparatus based on the compensation method of gas volume and pressure measuring using high-sensitive zero reader (pressure sensor). Using of such method for gas – metal interaction investigations was early offered and realized at Chelyabinsk Institute of Metallurgy by Professor A.G.  Ponomarenko. Obtained experimental data were used for the calculations of Ti and V initial activity coefficients in the iron-based solutions. Thus the refined Gibbs energy values of VN formation from elements were used. Obtained values for the Ti and V initial activity coefficients in the ironbased solutions: = 0.055 and   =  0.24 are compatible with the literature data.

 

коэффициент активностинитриднитридообразованиенитрид титананитрид ванадиятитанванадийСивертсactivity coefficientnitridenitride formationtitanium nitridevanadium nitrideSievertsReferencesАзот в металлах / В.В. Аверин, А.В. Ревякин, В.И. Федорченко, Л.Н. Козина. – М.: Металлургия, 1976. – 224 с.Averin V.V.,  Revyakin A.V.,  Fedorchenko V.I.,  Kozina  L.N.  Azot v metallakh [Nitrogen  in  metals].  Moscow:  Metallurgiya,  1976,  224  p. (In Russ.).Королев М.Л. Азот как легирующий элемент стали. – М.: Ме-таллургиздат, 1961. – 164 с.Korolev M.L. Azot kak legiruyushchii element stali [Nitrogen as an  allo ying element of steel]. Moscow: Metallurgizdat, 1961, 164 p.  (In Russ.).Физико-химические расчеты электросталеплавильных процессов: Сб. задач с решениями / В.А. Григорян, А.Я. Стомахин, Ю.И. Уточкин и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: МИСиС, 2007. – 318 с.Grigoryan V.A., Stomakhin A.Ya., Utochkin Yu.I. etc. Fiziko-khimicheskie raschety elektrostaleplavil’nykh protsessov: sb. zadach s resheniyami [Physicochemical calculations of electric steelmaking processes: coll. of tasks with answers]. Moscow: MISiS, 2007,  318  p. (In Russ.).Эллиот Д.Ф., Глейзер М., Рамакришна В. Термохимия стале-плавильных процессов: Пер. с англ. – М.: Металлургия, 1969. – 252 с.Elliott John F., Gleiser Molly, Ramakrishna V. Thermochemistry for Steelmaking. Addison – Wesley Inc. 1963. (Russ.ed.: Elliott J., Gleiser M., Ramakrishna V. Termokhimiya staleplavil’nykh protsessov.  Moscow: Metallurgiya, 1969, 252 p.).Furukawa T., Kato E. Thermodynamic properties of the Fe–V, Fe–V–Cr alloys at 1600 °C by mass-spectrometry // Tetsu-to-Hagané. 1975. Vol. 61. No. 15. Р. 3050 – 3059.Furukawa  T.,  Kato  E.  Thermodynamic  properties  of  the  Fe–V,  Fe–V–Cr alloys at 1600 °C by mass-spectrometry. Tetsu¬to¬Hagané.  1975, vol. 61, no. 15, pp. 3050–3059.Бурылев Б.П. – В кн.: Физико-химические основы производства стали. – М.: Наука, 1971. С. 79 – 82.Burylev  B.P.  In:  Fiziko¬khimicheskie osnovy proizvodstva stali [Physico-chemical  basis  of  steel  production].  Moscow:  Nauka,  1971, pp. 79–82. (In Russ.).Григорян В.А., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. – 2-е изд. – М.: Металлургия, 1987. – 272 с.Grigoryan  V.A.,  Belyanchikov  L.N.,  Stomakhin  A.Ya.  Teoreticheskie osnovy elektrostaleplavil’nykh protsessov [Theoretical  foundations of electric steelmaking processes]. Moscow: Metallurgiya, 1987, 272 p. (In Russ.).Лузгин В.П., Явойский В.И. Газы в стали и качество металла. – М.: Металлургия, 1983. – 232 с.Luzgin V.P., Yavoiskii V.I. Gazy v stali i kachestvo metalla [Gases in  steel and metal quality]. Moscow: Metallurgiya, 1983, 232 p. (In Russ.).Морозов А.Н. Водород и азот в стали. – 2-е изд. – М.: Металлургия, 1966. – 283 с.Morozov  A.N.  Vodorod i azot v stali  [Hydrogen  and  oxygen  in  steel]. Moscow: Metallurgiya, 1966, 283 p. (In Russ.).Серьезнов В. Н. Нитридообразование в расплавах железа с титаном и ванадием и оптимизация микролегирования сталей нитридообразующими элементами. Дис. … канд. техн. наук. – М.: МИСиС, 1982.Ser’eznov V. N. Nitridoobrazovanie v rasplavakh zheleza s titanom i vanadiem i optimizatsiya mikrolegirovaniya stalei nitridoobrazuyushchimi elementami. Dis. … kand. tekhn. nauk [Nitride formation in iron melts with titanium and vanadium and optimization of microalloying of steels with nitrideforming elements. Cand. Tech. Sci.  Diss.]. Moscow: MISiS, 1982. (In Russ.).Юрин В. В. Экспериментальные исследования и создание банка данных по термодинамике растворов азота в сплавах на основе же-леза и никеля. Автореф. дис…. канд. техн. наук. – М.: МИСиС, 1989.Yurin V.V. Eksperimental’nye issledovaniya i sozdanie banka dannykh po termodinamike rastvorov azota v splavakh na osnove zheleza i nikelya. Avtoref dis…. kand. tekhn. nauk [Experimental research and creation of a data bank on the thermodynamics of nitrogen solutions in alloys based on iron and nickel. Extended Abstract of Cand.  Sci. Diss.]. Moscow: MISiS, 1989. (In Russ.).Термодинамические свойства индивидуальных веществ: Справочное издание / Л.В. Гурвич, И.В. Вейц, В.А. Медведев и др. Т. 1 – 4. – М.: Наука, 1978 – 1982.Gurvich L.V., Veits I.V., Medvedev V.A. etc. Termodinamicheskie svoistva individual’nykh veshchestv: Spravochnoe izdanie. T. 1 – 4 [Thermodynamic  properties  of  individual  substances:  Reference  book. Vols. 1-4]. Moscow: Nauka, 1978 – 1982. (In Russ.).Стомахин А.Я., Лысенкова Е.В. Коэффициент активности титана в расплавах на основе железа в условиях образования/рас-творения нитридов // Металлы. 2013. № 6. С. 30 – 35.Stomakhin A.Ya., Lysenkova E.V. Activity coefficient of titanium  in iron-based melts under nitride formation/dissolution conditions.  Russian Metallurgy (Metally). 2013, no. 6, pp. 834–839.Wada H., Pehlke R. Nitrogen solubility in liquid Fe–V and Fe–Cr– Ni–V alloys // Metall. Trans. 1981. Vol. 12B. No. 2. Р. 333 – 339.Wada H., Pehlke R. Nitrogen solubility in liquid Fe-V and Fe-Cr-Ni-V alloys. Metall. Trans. 1981, vol. 12B, no. 2, pp. 333–339.Суровой Ю.Н., Сухов А.Н., Окороков Г.Н. Растворимость азота в расплавах железа и никеля с ванадием и танталом // Теория металлургических процессов. Сб. 3: Темат. отрасл. сб. Мин-во черн. металлургии СССР. – М.: Металлургия, 1975. С. 11 – 19.Surovoi Yu.N., Sukhov A.N., Okorokov G.N. Solubility of nitrogen  in iron and nickel melts with vanadium and tantalum. In: Teoriya metallurgicheskikh protsessov. Sb. 3: temat. otrasl. sb. [Theory of  metallurgical  processes.  Coll.3].  M-vo  chern.  metallurgii  SSSR.  Moscow: Metallurgiya, 1975, pp. 11–19. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.