» » Равновесие газовой и твердой фаз по углероду
12.01.2015

Температурные зависимости констант равновесия реакций обмена углеродом приведены в табл. 4.
Активность углерода в твердом растворе железа определяется по уравнениям:
Равновесие газовой и твердой фаз по углероду

Здесь Nc — атомная доля углерода в стали; fCл — коэффициент активности углерода в легированном твердом растворе.
Значения параметров взаимодействия и коэффициентов активности в аустените приведены в табл. 5 и на рис. 9.
Таким образом, марганец, вольфрам, молибден, хром, ванадий, титан понижают термодинамическую активность углерода в аустените, а кремний, никель, наоборот, повышают.
Кислород, растворенный в аустените, уменьшает активность углерода.
Экспериментальных данных по параметру взаимодействия в феррите очень мало ввиду трудностей измерения малых концентраций углерода и ввиду того, что легирующие элементы или сужают область феррита, или приводят к выделению карбидов. Кремний расширяет a-область и не образует прочных карбидов, поэтому для феррита, легированного кремнием, определено: К'л=14,5, т. е. lnfCSi = 14,5NSi.
Равновесие газовой и твердой фаз по углероду

При равновесии газовой и твердой фаз содержание углерода в твердой фазе равно углеродному потенциалу атмосферы Сокр. В некоторых случаях вместо углеродного потенциала удобнее пользоваться понятием активности углерода в атмосфере. Активность углерода в атмосфере аСокр определяется ее составом и температурой и численно равна активности углерода в равновесной твердой фазе. Таким образом, при равновесии аС = аСокр.
Активность аСокр определяют из выражений констант равновесия реакций (VI), (V) и (XXVI), т. е. аСокр = Kp (VI)PCH4/p2H2; aСокр = Крvp2CO/pCO2; а2окр = Кр (XXVI)pCOpH2/pH2O.
Равновесие газовой и твердой фаз по углероду

Углеродный потенциал атмосферы Cокр связан с активностью углерода в атмосфере аСокр зависимостями (94) и (96) соответственно при равновесии с аустенитом и ферритом.
Установлено, что значения аСокр и Сокр, определенные по константам равновесия реакций (V) и (XXVI), хорошо согласуются с экспериментально полученными, а значения, рассчитанные по константе равновесия реакции (VI), значительно превышают экспериментальные. Это объясняется тем, что скорость реакции (VI) не велика и равновесие в практических условиях не достигается. Поэтому в сложной газовой фазе, например эндогазе, аСокр = Kp (V)р2CO/рCO2 = Kp (XXVI)pCOpH2/pH2O.
Равновесие газовой и твердой фаз по углероду