Korkealämpötilakemia

Transkriptio

1 Korkeaäpötakea etaurgset uosat: etasuat a ko 10-1 SÄ114 Tavote Tutustua pyroetaurgsten reaauosten annukseen - etasuat ertysest terässuat Tutustua eserkknä tarken WLEforasn Oppa tunteaan terässuen terodynaasessa annuksessa käytettyen uosaen ahdosuuksa a raotuksa sekä oppa hyödyntäään aea askennasssa tarkasteussa - Lähnnä WLE- a UIP-forast 1

2 Ssätö etaurgassa esntyven reaauosten annus WLE-foras - Teoreettnen tausta - Soveusaueet - Eserkktehtävä UIP-foras Reaauosten annus Erasen rakenteen oaaven faasen antaseen on kehtetty erasa aea Knteät faast - Ahaat - Lsäks käytetään ateaattsa aea etasuat - WLE- a UIP-forast - Lsäks käytetään ateaattsa aea Kuonasuat - Kvaskeanen a, kahden ahan a, assosaatta, reguaarsten uosten a Vesuokset - Debye-Hücken raaak, Ptzern a

3 WLE-foras Yks suen etaen terodynaaseen annukseen käytetystä uosaesta - Käyttökohteena ertysest uokset, ossa on yks hatseva koponentt ( uotn ) sekä shen pennä ptosuuksna uenneta aneta, oden käyttäytystä annetaan Laeden uosten a ateaattnen perusta vuodeta 195 (Wagner & Chpan) - Tayorn sarakehteän sovetanen aeden uosten koponentten aktvsuuskertoen ptosuusrppuvuuksen antaseks Laaennus korkeapn ptosuuksn ns. tosen kertauvun vuorovakutuket (Lups & Eott) Wagner-Lups-Eott foras (WLE) WLE-foras Kuva: Bae & Peton: eta. Trans. 17A(1986) Aktvsuuskertoen ptosuusrppuvuus on atkuva a atkuvast dervotuva funkto Aktvsuuskertoen ogart vodaan esttää Tayorn sarana n f n f 0 T, p, x1 1 n f x T, p, x1 1 x - Aandeks 1 vttaa uotteen, onka ptosuus ähestyy yhtä - Tarkasteun kohteena uden (pennä ptosuuksna esntyven) koponentten ( =,..., ) vakutus aneen aktvsuuskertoeen Penä ptosuuksa osttasdervaatat vakota n f n f 0 - a ovat 1. a. kertauvun Wagnern vuorovakutusparaetrt n f x x - äärtetään kokeesest - Kuvaavat koponentten väsä vuorovakutuksa - Penä ptosuuksa vodaan. (a stä korkeaan) asteen vuorovakutukset ättää huooatta - Äärettöässä aennoksessa ns. rstkkäsvakutus: x x T, p, x1 1 3

4 WLE-foras WLE-forasa käytetään paon (pyro)etaurgan käytännön soveuksssa g f - eekkääpää käyttää panoprosenttastekkoa - Lsäks käytetään yeensä 10-kantasa ogartea g f 0 e p% r p% Paraetrt a Raoutn standardta (puhdas ane) Ptosuusykskkönä ooosuus Luonnoset ogartt Paraetrt e a r Henryn standardta (ääretön aennus) Ptosuusykskkönä panoprosentt 10-kantaset ogartt Tarkasteun kohteena ovat pennä ptosuuksna esntyvät aneet - Standardtana ärkevää käyttää ääretöntä aennusta (Henryn standardta) Aktvsuuskerron f 0 = 1 (Henryn an ukaan) Ensänen ter (f 0 :n ogart) saa arvon noa g f e p% r p% WLE-foras Er standardtoen suhteen otetut vuorovakutusparaetrt vodaan uuttaa toskseen, os ooassat tunnetaan - vttaa uotteen - vttaa aneeseen, onka aktvsuuskerronta tarkasteaan - vttaa anesn, otka vakuttavat :n aktvsuuskertoeen 30, 6 e 30,6 100 r e 1 4

5 WLE-foras Wagnern vuorovakutusparaetrea on tauukotu paon tetyssä vakoäpötassa otettuna - es. terässuaan uenneta aneta kuvaavat paraetrt 1600 C:ssa, kä on tyypnen terässuan kästteyäpöta Jossan tapauksssa on estetty vuorovakutusparaetren äpötarppuvuuksa - es. suaan rautaan uenneden aneden vuorovakutusparaetren äpötarppuvuuksa veresessä tauukossa Tauukot: Sgworth, Eott: The therodynacs of qud dute ron aoys, WLE-foras Etuna yksnkertanen ateaattnen uoto - ahdostaa opa käsnaskennan Hattana raanen voassaooaue Käyttökohteta - Sovetuu raotuksstaan huoatta onn etaurgan tarkasteuhn, ossa: - Yks koponentesta (uotn) on ääräsestä hatseva - annuksen kohteena ovat pennä ptosuuksna esntyvät svukoponentt a epäpuhtaudet - es. etaen (teräksen, kuparn,...) raffnontprosesst, ossa tarkasteaan ähes puhtasn etaehn pennä ptosuuksna uenneta epäpuhtauksa, ota oaan postaassa (es. h, happ, rkk) - Wagnern vuorovakutusparaetrea on äärtetty runsaast. Fe-, Cu-, - a Co-pohase etasue - Saoa aparaetrea hyödynnetään yös kehttyneessä aessa kuten UIP- a -forasessa - HUO! Teräksen etaurgassa vuorovakutusparaetrea käytetään ähes ana panoprosenttastekoa 5

6 WLE-foras Käytetty paon a sovetuu hyvn teräksenvastuksen konvertter- a Hapen äärä terässuassa, oka on tasapanossa erasten oksden kanssa senkkakästteyprosessen terodynaaseen annukseen - Rttävä. ns. deoksdaatonn antaseks - Havattu kokeesest tantessa, ossa kaks uennutta anetta (,), otka yhdessä uodostavat erttän stabn yhdsteen ( a b ) - es. terässuaan uennut happ a korkean happaffnteetn oaava ane kuten kasu ta aun - Deoksdaatonä e saada kuvattua askennasest an vuorovakutusten huoonta (yhtenäset vvat), utta se onnstuu vuorovakutukset huooaa (katkovvat) Kuvat yä: Rytä, dpotyö, TKK, Kuvat okeaa: Gustafsson & eberg: Scandnavan Journa of etaurgy 9(1980) WLE-foras Lähde: Gustafsson & eberg: Scandnavan Journa of etaurgy 9(1980) Haasteta WLE-forasn paraetren äärtyksessä - Pennä ptosuuksna esntyven aneden ptosuuksen äärtys - Luennut ane sukeussa oeva ane kokonasptosuus - ttaustarkkuus anayysenetessä - äytteden edustavuus - an antaat tuokset saadaan sovtettua vastaaaan kokeesa ttauksa erasa tasapanovakon (K) / reakto-gbbsn vapaaenergan (G 0 R) a vuorovakustusparaetren ( ) yhdsteä - Tetyt :n arvot vastaavat tettyä K:n arvoa - :n arvoa äärtettäessä oetetaan tetty aen tattu K:n arvo okeaks - kä on okea yhdsteä? äärtetyn datan testaus prtäää arvot vaseaa estyn kataseen kuvaaaan - K on a b -yhdsteen ukosuusreakton tasapanovako e ukosuusvako - K on vastaava näennänen arvo, oka on äärtetty ptosuuksen pohata 6

7 WLE-foras Prtäää äärtetyt koepsteet kuvaaaan vodaan säks arvoda 1. kertauvun vuorovakutusparaetren rttävyyttä - eserkknä aun a happ terässuassa Lähde: Gustafsson & eberg: Scandnavan Journa of etaurgy 9(1980) Tehtävä 1 Aktvsuuskertoen arvon askenta tauukkodatan pohata Laske terässuaan uenneden kron a nkken Raoutn standardtan ukaset aktvsuuskertoet WLE-forasa käyttäen, kun terässuassa on 18 p-% kroa a 8 p-% nkkeä a äpöta on 1600 C. - Aktvsuuskertoet äärettöässä aennoksessa: - 0 = 1,00-0 = 0,66-1. kertauvun vuorovakutusparaetrt - = 0, = = 0,007 - = 0,1 - ooassat (g/o) - Fe: 55,845 - : 51,996 - : 58,693 - BTW: Krasuudessa öytyy tosenasakn arvoa kuvaaaan Fe---uosten terodynaasa onasuuksa. 7

8 Tehtävän 1 ratkasu Aktvsuuskertoen äärtys WLEforasa: 0 n n X X 0 :n a :n arvot on annettu tehtävänannossa ooosuudet vodaan askea panoprosentten pohata - Oetetaan 100 g terästä n X X n 0 18 g, 8 g a 74 g Fe n n n n kok kok X Fe Fe Fe Fe 18 51, ,996 X 18 51, , , , , ,845 0,1915 0,0754 Tehtävän 1 ratkasu n Sotetaan arvot WLE-forasn ukasn yhtäöhn: n n 1,00 0, ,1915 0,007 0,0754 0, ,0007 n 0,66 0,1 0,0754 0,007 0,1915 0, ,6657 8

9 Tehtävä Tauukkodatan äärtys kokeesten ttaustuosten pohata Sua Fe-P-seos, oka ssätää 0,65 p-% fosfora on tasapanossa H O/H -seoksen kanssa (p H O/p H = 0,0494) 1600 C:n äpötassa. Täön suan on havattu ssätävän 0,0116 p-% happea. Hapen aktvsuuskerron (f O ) suhteessa äärettöään aennuksen panoprosenttaktvsuuteen bnäärsessä Fe-O-seoksessa 1600 C:ssa on: g(f O ) = e OO [p-%] O = 0,[p-%] O Laske vuorovakutusparaetrn e O P arvo 1600 C:ssa, kun reakton: H + [O] Fe = H O tasapanovako saa tässä äpötassa arvon 3,855. Tehtävän ratkasu Reakton H + [O] Fe = H O tasapanovako on uotoa a K a H HO a O p H p H O p % fo O - K = 3,855 - p H O/p H = 0, [p-%] O = 0,0116 f O :e saadaan askettua arvo: f O = 1,105 - f O on hapen aktvsuuskerron Fe-P-O-systeessä - WLE-forasa käytettäessä se vodaan esttää kaavaa: gf O = gf 0 O + e OO [p-%] O + e OP [p-%] P - Henryn standardta: f 0 O = 1 gf O = e OO [p-%] O + e OP [p-%] P - Edeä askettu: f O = 1,105 - Tehtävänannosta: e O O = -0,, [p-%] P = 0,65, [p-%] O = 0,0116 e O P = 0,0703 9

10 UIP-foras Unfed Interacton Paraeter Foras - Baen a Petonn aaennus WLE-forase - Estetty ähtessä: eta. trans. A 17(1986)111 & 1(1990) Paautuu WLE-forasks äärettöässä aennuksessa - Vodaan paauttaa yös uks raotetuks uosaeks tetyssä ertystantessa - Vodaan ohtaa ns. argues-yhtäöstä - ks. ateaattset uosat - Hyödyntää saoa Wagnern vuorovakutusparaetrea kun WLE-foras - Hyödynnettävssä an uusen paraetren äärtystä - Pätevä uoksen koko koostuusaueea Lähtetä UIP-forasn ttyen: Peton A & Bae C: eta. trans. A. 17(1986) Bae C & Peton A: eta. trans. A. 1(1990) a Z: eta. and at. trans. B. 3(001)1, UIP-foras Unfed Interacton Paraeter Foras - 1. kertauvun vuorovakutukset huooden: - Korkeaan asteen vuorovakutukset huooden: Lähtetä UIP-forasn ttyen: Peton A & Bae C: eta. trans. A. 17(1986) (kuva yä). Bae C & Peton A: eta. trans. A. 1(1990) a Z: eta. and at. trans. B. 3(001)1,

11 Yhteenveto Terässuen terodynaasessa annuksessa yesest käytettävä uosaea - WLE-foras - UIP-foras WLE-foras - Suhteesen yksnkertanen ateaattnen uoto - Raanen käyttöaue - Paon äärtettyä aparaetrea tetyä soveusauea UIP-foras - Laaennettu kattaaan koko ptosuusaue 11