Structure and properties of iron-base melts
Keywords:
iron, carbon, nickel, density, viscosity, surface tension, short-range order structure, phase diagrams of iron–carbon and iron–nickel meltsAbstract
The study is devoted to investigation of density, surface tension, kinematic and dynamic viscosity and magnetic susceptibility of molten iron and iron alloys with carbon and nickel. The iron contained 0.04794 % of impurities (39 impurity elements were determined). Iron–carbon and iron–nickel alloys were prepared in laboratory vacuum furnace. Position of experimental points on the polytherm of density of liquid iron changes at 1690 °C and above. This is related to the transition from bcc-like short-range order structure to the statistical one. Concentration dependences of structure-sensitive properties of binary alloys are described by nonmonotonic curves. Maxima and minima of these curves correlate well with phase diagrams of Fe–C and Fe–Ni systems. Possible phase diagrams of liquid Fe–C and Fe–Ni alloys containing regions of different short-range order structures are drawn using both the authors’ and other researchers’ data. The relation of technological parameters of steelmaking processes to the short-range order structure of metal melt is demonstrated.
References
Ватолин, Н.А. Влияние температуры на структуру расплавленных железа, никеля, палладия и кремния / Н.А. Ватолин, Э.А. Пастухов, Э.М. Керн // ДАН СССР. – 1974. – Т. 217, № 1. – С. 127–130.
Дифракционные исследования строения высокотемпературных расплавов / Э.А. Пастухов, Н.А. Ватолин, В.Л. Лисин и др. – Екатеринбург: УрО РАН, 2003. – 353 с.
О структуре ближнего порядка в жидких железе, кобальте и никеле / Е.А. Клименков, П.В. Гельд, Б.А. Баум, Ю.А. Базин // ДАН СССР. – 1976. – Т. 230, № 1. – С. 71–73.
Слуховский, О.И. Структурные изменения жидкого железа / О.И. Слуховский, А.С. Лашко, А.В. Романова // Украинский физический журнал. – 1975. – Т. 20, № 12. – С. 1961–1965.
Еланский, Г.Н. Строение и свойства жидкого металла – технология плавки – качество стали / Г.Н. Еланский, В.А. Кудрин. – М.: Металлургия, 1984. – 239 с.
Еланский, Г.Н. Строение и свойства металлических расплавов / Г.Н. Еланский, Д.Г. Еланский. – М.: МГВМИ, 2006. – 228 с.
Вертман, А.А. Свойства расплавов железа / А.А. Вертман, А.М. Самарин. – М.: Наука, 1969. – 280 с.
Рентгенографическое исследование углеродистых расплавов на основе железа / Д.С. Попов, А.Ф. Вишкарёв, С.В. Хохлов, В.И. Явойский // Изв. вузов. Чёрная металлургия. – 1969. – № 7. – С. 120–125.
Влияние углерода на структуру расплавленного железа / Ю.А. Базин, П.В. Гельд, Е.А. Клименков и др. // ДАН СССР. – 1978. – Т. 243, № 6. – С. 1445–1447.
Жидкая сталь / Б.А. Баум, Г.А. Хасин, Г.В. Тягунов и др. – М.: Металлургия, 1984. – 208 с.
О состоянии углерода в жидком чугуне / В.М. Волощенко, А.С. Лашко, О.И. Слуховский, Л.Д. Краля // Литейное производство. – 1976. – № 2. – С. 5–7.
Баум, Б.А. Металлические жидкости / Б.А. Баум. – М.: Наука, 1979. – 120 с.
Фундаментальные исследования физико-химии металлических расплавов. / Б.А. Баум, Г.В. Тягунов, Е.Е. Барышев, В.С. Цепелев; под ред. Б.А. Баума. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. – 469 с.
Филиппов, Е.С. Определение координационных чисел жидких металлов по температурной зависимости плотности / Е.С. Филиппов // Изв. вузов. Чёрная металлургия. – 1965. – № 11. – С. 103–109.
