Fe-Mn-C体系中Mn的活度系数研究+文献综述(5)
1.4 研究目的和意义
随着汽车行业的发展所带来的环境问题如废气排放、温室效应等，亟待解决。汽车应用高锰TWIP钢适应了现代汽车发展潮流，同时也是汽车轻量化的主要手段，更有利于解决环保问题，是可持续发展战略的重要举措。
高锰TWIP钢研究已成为继IF钢、双相钢、相变诱导塑性( TRIP) 钢之后的高级汽车用钢的又一热点研究领域。但关于高锰TWIP钢的冶金原理、冶炼方法和工艺及冶金特点等方面均未见任何报道。实际上，高锰TWIP钢的冶炼会成为其能否得到广泛应用的重要生产技术难题之一。高锰汽车用钢冶金过程热力学行为研究，主要研究金属熔体中高浓度组分对金属液中Mn、C等组分活度的影响。这是研究准确描述车用高锰钢冶炼“去碳保锰”的热力学关系的基础，对获得冶炼过程“去碳保锰”所至关重要的C-Mn热力学平衡关系，确定高锰钢冶炼工艺流程，制定关键工艺参数，及促进高锰汽车用钢的大规模生产应用都具有重要的战略和现实意义。
1.5 研究内容
（1）车用高锰钢冶金体系中熔液的热力学行为实验研究。
（2）确定Fe-Mn-C体系Mn对Mn、Al对Mn、C对Mn及Si对Mn的活度相互作用系数的测定方法，通过实验研究获得Fe-Mn-C体系Mn对Mn、Al对Mn、C对Mn及Si对Mn的相互作用系数，最终获得Mn的活度系数和活度数据。
2 实验研究方法
2.1 实验原理
化学平衡法测定金属液中Mn的活度系数原理如下：
式中： 为反应的标准吉布斯自由能变化，J•mol-1；R为摩尔气体常数，R=8.314 J•K-1•mol-1；T为温度，K。温度和分压比 由实验控制确定，为已知。而关于反应（9）的 ，目前已有可靠的热力学数据，可由热力学数据手册查到。因此，只要得到熔体与MnO颗粒达到平衡时Fe-Mn熔体中Mn的含量wMn，即可获得Fe-Mn熔体中Mn的活度系数fMn。
2.2 实验原材料
（1）本实验根据高锰TWIP钢冶炼过程金属液化学成分用化学纯试剂配制金属液。
用电解锰、纯铁、石墨粉等配制Fe-Mn-C体系实验用金属料。
实验用气体：CO、CO2。
实验温度：1500～1600℃。
实验压力：常压。
坩埚：预备实验坩埚尺寸90*90mm，正式实验坩埚尺寸50*50mm。
金属料重量：预备实验配样取500g，正式实验配样取50g。
石英管若干
玻璃针筒三支（50ml、100ml）
刚玉管
橡胶软管
干燥剂：硅胶
（2）金属液的配置
正式实验样品取50g，其原料配置比例和重量如表3～表6所示：