Прогнозирование растворимости азота

Изучение растворимости азота в сплавах необходимо для практического применения и прогнозирования его растворимости. Экспериментальным путем невозможно установить значения коэффициентов активности для бесчисленного количества сталей и сплавов. Многие исследователи предлагали уравнения для предсказания растворимости азота в многокомпонентных жидких сплавах железа. Теоретическое решение для разбавленных растворов было дано Вагнером, которое основано на разложении f>jR в ряд Тейлора и усечении этого ряда при использовании параметров взаимодействия только первого порядка.

Так как большинство данных о бинарных сплавах даны для температуры 1600°С, то предсказание растворимости проводили для сплавов при этой температуре. Лангенберг развил графический метод для предсказания растворимости азота в многокомпонентных сплавах при 1600°С из логарифмов коэффициента активности. Чипман [39] показал, что для жидких бинарных железных сплавов теплота растворения пропорциональна первому параметру взаимодействия. Он использовал эту пропорциональность как основу метода для предсказания растворимости азота при любой температуре, если известен параметр взаимодействия при 1600°С или, если известна растворимость при любой другой температуре, в соответствии с уравнением:

log(%CN)= -188/Т - 1,25 - [3280/Т -0,75](%R) (1.9)

Метод является ограниченным и пригодным только для относительно разбавленных сплавов.

В работе приведена методика Нелсона, где он постулировал более простое решение модели для расчета растворимости при других температурах, используя данные коэффициентов активности при температуре 1600°С. Он предложил, что коэффициент активности обратнопропорционален абсолютной температуре, как это следует из теории “регулярных” растворов:

lgfi=(T,/T2)lgf2.(1.10)

Таким образом, при известном составе сплава растворимость азота может быть теоретически рассчитана различными методами.