ТЕРМОДИНАМИКА РАСТВОРОВ КИСЛОРОДА В РАСПЛАВАХ СИСТЕМ Fe – Ni, Fe – Co и Co – Ni

Проведен термодинамический анализ растворов кислорода в расплавах систем Fe – Ni – O, Fe – Co – O, Co – Ni – O. Впервые получены состав оксидной фазы и значения равновесных концентраций кислорода в расплавах этих систем во всем диапазоне составов сплавов.
В системах Fe – Ni – O и Fe – Co – O по мере увеличения содержания никеля и кобальта в расплавах оксидная фаза содержит, в основном, FeO в достаточно широком диапазоне содержаний никеля и кобальта. Только при мольной доле никеля, близкой к единице, и мольной доле кобальта больше 0,8 резко возрастает содержание NiO и CoO соответственно. В системе Co – Ni – O в оксидной фазе содержится как CoO, так и NiO во всем диапазоне составов сплавов. В системах Fe – Ni и Fe – Co добавки никеля и кобальта в расплав приводят к снижению
растворимости кислорода за счет ослабления как никелем, так и кобальтом связей кислорода в расплаве и повышения тем самым его активности. Далее, по мере увеличения содержания никеля и кобальта, концентрация кислорода в расплаве возрастает сначала медленно, а затем
весьма резко. В системе Co – Ni добавки никеля к кобальту приводят к повышению растворимости кислорода во всем диапазоне составов сплавов в связи с существенно большей растворимостью кислорода в никеле, чем в кобальте.

1. Steelmaking Data Sourcebook. N.Y.-Tokyo: Gordon & Breach Science Publ. 1988. – 325 p.

2. Sigworth G.K., Elliott J.F., Vaughn G., Geiger G.H. The thermodynamics of dilute liquid nickel alloys // Metallurgical Soc. CIM. 1977. Annual Volume. P. 104 – 110.

3. Sigworth G.K., Elliott J.F. The thermodynamics of dilute liquid cobalt alloys // Canadian Metallurgical quarterly. 1976. Vol. 15. No 2. P. 123 – 127.

4. К уликов И.С. Раскисление металлов. – М.: Металлургия, 1975. – 504 с.

5. Hultgren R., Desai P.D., Hawkins D.T. etc. Selected Values of the Thermodynamic Properties of Binary Alloys. Metals Park, Ohio: Amer. Soc. Metals. 1973. – 1435 p.

6. Вагнер К. Термодинамика сплавов. – М.: Металлургиздат, 1957. – 179 с.

7. Кубашевский О., Олкокк К.Б. Металлургическая термохимия. – М.: Металлургия, 1982. – 392 с.

8. Григорян В.А., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. – М.: Металлургия, 1987. – 272 с.

9. Аверин В.В., Поляков А.Ю., Самарин А.М. Растворимость и активность кислорода в жидких железе, никеле, кобальте и их сплавах // Изв. АН СССР. Отделение технических наук. 1957. № 8. С. 120 – 122.

10. Дашевский В.Я. Физико-химические основы раскисления железоникелевых сплавов. – М.: Физматлит, 2011. – 152 с. 11. Frohberg M.G., Wang M. Thermodynamic properties of sulphur in liquid copper-antimony alloys at 1473 K // Z. Metallkd. 1990. Vol. 81. Nо. 7. P. 513 – 518.

11. Chiang T., Chang Y.A. The activity coeffi cient of oxygen in binary liquid metal alloys // Metall. Trans. 1976. Vol. 7B. P. 453 – 457.

12. Ishii F., Ban-ya S. Deoxidation Equilibrium of Silicon in Liquid Nickel-Copper and Nickel-Cobalt Alloys // ISIJ International. 1993. Vol. 33. No 2. P. 245 – 250.

13. Дашевский В.Я., Александров А.А., Леонтьев Л.И. Термодинамика растворов кислорода при комплексном раскислении расплавов системы Fe – Co // Изв. вуз. Черная металлургия. 2014. № 5. С. 33 – 41.