Determination of Activity Coefficients in Solid Solutions

Abstract

A method of determining activity coefficients in metallic solid solutions has been developed. This method, based on the measurement of solidification partition coefficients, has been tested for the tin-bismuth system, and used for a thermodynamic study of the Pb - 16.3% Sn alloy.

Résumé

Nous avons élaboré une méthode de détermination de coefficients d'activité d' éléments en solution solide. La méthode, basée sur la mesure de coefficients de partage en solidification, a été éprouvée par comparaison des résultats obtenus aux données publiées du système étain-bismuth, puis utilisée pour une étude de l'alliage Pb - 16.3% Sn.     

Application of the invariant method for the determination of the thermodynamic properties of Zn-Ga liquid solutions

Abstract

On the basis of Krupkowski's formulae for the logarithm of the activity coefficient of components in binary solutions, a new method has been developed which results in the determina tion of the thermodynamic properties of solutions from eutectic-type phase diagrams. The method takes into account deviation from the regular solution model and can be used to predict the liquidus line. The. method is applied to the Zn-Ga system.

Résumé

On a mis au point une nouvelle méthode permettant le calcul des propriétés thermodynamiques de solutions à partir des diagrammes d' équilibre des phases pour les systémes eutectiques. La méthode est basée sur le formalisme de Krupkowski pour le logarithme des coefficients d'activité des composants d'une solution binaire. On tient compte des écarts au modéle des solutions régulières. La méthode, qui peut ëtre utilisée pour estimer les lignes liquidus, est appliquéeau système Zn-Ga.     

Predicting microstructure from heat flow calculations in electron beam welded eutectoid steels

Abstract

The thermal history of an array of points in the neighbourhood of an electron beam weld is calculated from Rosenthal's solution for two-dimensional heat flow. Calculations are included for typical electron beam welding parameters and the results are presented in terms of isotherms, temperature profiles, and as heating and cooling curves. From isotherms the extent of the fusion and transformed zones are predicted. Heating rates of the order of 10,000° C/sec are typical in electron beam welding. Similarly high cooling rates are predicted where temperatures are high. Microstructure is predicted from the calculated cooling curve of a point and the continuous cooling transformation diagram. The microstructure of low-hardenability steels is most sensitive to the input energy per unit area which strongly influences the cooling curve at short times on a continuous cooling transformation diagram. The microstructure of high-hardenability steels depends largely on the preheat temperature, which predominantly controls the cooling curve at long times on the continuous cooling transformation diagram. The analysis applies equally to laser and plasma welding.

Résumé

Les auteurs ont calculé, au moyen de la solution de Rosenthal pour un écoulement de chaleur bidimentionnel, le comportement thermique d'un réseau de points au voisinage d'un cordon de soudure par faisceau électronique. Pour des paramètres typiques de soudage par faisceau électronique, les calculs sont développés et les résultats sont présentés sous forme d'isothermes, de proil1s thermiques et de courbes de chauffage et de refroidissement. A partir des isothermes le domaine de fusion et des zones transformées est présentée Des taux de chauffage typique de ce ogenre de soudage sont de l'ordre de 10,000°C/sec et de fa?on analogue des taux de refroidissement élevé sont prévus quand la température est haute. A partir de la courbe de refroidissement d'un point et du diagram me de transformation en refroidissement continu les microstructures de ce point sont prédites. La microstructure d'aciers faiblement durcissables est fort sensible à l' énergie par unité de surface qui influence fortement la courbe de refroidissement à des temps courts du diagram me alors que, pour un acier facilement durcissable, la microstructure dépend davantage sur la température de préchauffage qui contrôle la courbe de refroidissement pour les temps longs du diagramme de transformation. Cette analyse peut également s'appliquer au soudage par laser ou par plasma.     

A numerical method for evaluating and predicting high-temperature thermal properties of carbides

Abstract

A numerical method has been developed to evaluate the high-temperature heat content data of solids. Although the method has been successfully applied to several refractory metal carbide phases only, it is equally applicable to any kind of solids. Moreover, this method allows one to predict heat content values of solids at high temperatures where data are lacking. Predictions of bulk modulus values at room temperature and heat content values at non-stoichiometric compositions for alloys with wide range of homogeneity are possible but the validity of the predictions has not been entirely established due to lack of sufficient data in the literature.

Résumé.

On a mis au point une méthode numérique d'evaluation des données d'enthalpie à haute température pour les solides. Quoique la méthode n'ait été, jusqu'ici, utilisée que pour plusieurs phases de carbures de métaux réfractaires (et ce, avec succès), elle s'applique à tous les types de solides. De plus, cette méthode permet de prédire les valeurs d'enthalpie des solides à des températures elevées lorsque les données ne sont pas disponibles. On peut aussi prédire les valeurs du module global à l'ambiante et les valeurs de l'enthalpie pour des compositions non stoïchiometriques, dans le cas d'alliages ayant un large intervalle d'homogénéité. Cependant, la validité des prédictions n'a pu être démontrée avec certitude par suite d'un manq ue de données dans la littérature.     

Observations on the analysis of grain boundary migration data

Abstract

Stress is laid upon the importance of first analyzing the velocity/driving force relationship exhibited by experimental data, as against the frequently employed procedure of assuming a specific form.

The contributions of the intrinsic and solute drag contributions to the macroscopic drag are discussed in terms of the formulations of Turnbull, Cahn, Lücke and Stüwe. The advantage of considering experimental data in terms of drag parameters is indicated, with special reference to the low velocity/low driving force regime. Grain growth data from the literature for tin with dilute additions of Pb, Bi and Ag, zinc with additions of aluminum, and high purity lead have been analyzed in detail, employing the procedures described.

Résumé

Contrairement à la méthode fréquemment utilisée et qui suppose une forme spécifique, les auteurs soulignent l'importance d'une première analyse de la relation vitesse-force motrice telle que révélée par les résultats expérimentaux.

Ils discutent, selon les formulations de Turnbull et de Cahn, Lücke et Stüwe, des contributions respectives du traînage macroscopique, du traînage intrinsèque et de celui dù aux solutés. L'avantage de considérer les résultats expérimentaux en termes de paramètres de traînage est souligné spécialement pour le régime faible vitesse-faible force motrice. En utilisant la méthode décrite, les auteurs font une analyse détaillée, en fonotion des résultats expérimentaux publiés, de la croissance du grain pour l'étain contenant de faibles additions de plomb, bismuth et argent, pour le zinc contenant des additions d'aluminium et pour le plomb de haute pureté.     

Effects caused by convection in the capillary and by stirring of the reservoir in the capillary-reservoir technique for measuring diffusion coeffients in liquid metals

Abstract

Causes of inaccuracy in determining diffusion coefficients in liquid metals by the capillary-reservoir technique have been investigated. Diffusion of silver in alloys of silver in liquid tin was chosen as a typical system. Examination was made of effects caused by stirring the reservoir, negative temperature gradients, and density gradients set up by differences in solute concentration between the liquid in the capillary tube and that in the reservoir. The results show that all three should be avoided if accurate data is to be obtained.

Réesumé

Léauteur a recherché les causes du manque de précision dans la détermination des coefficients de diffusion dans les métaux liquides par la méthode du réservoir capillaire. Le système type choisi a été pour la diffusion de l'argent dans des alliages d'argent dans de l' étain liquide. Ont été examinés les effets causés par une agitation du réservoir, par des gradients négatifs de tempétature, et par des gradients de densité dus à des différences de concentration des solutés entre le liquide contenu dans le capillaire et celui contenu dans le réservoir. Pour obtenir de bonnes mesures, ces trois effets doivent étré évités.     

High Temperature Gaseous Equilibria—Computation and Graphical Representation

Abstract

A new technique—the constrained chemical potentials method—is presented for calculating high temperature gaseous equilibria and isillustrated on the calculation of the Gibbs triangle composition diagrams of the H-S-O and H-O-C systems taking into account the formation of all possible gaseous species. The influence of composition, temperature and total pressure on these systems is analysed. As well as showing the influence of the common thermodynamic variables upon the equilibrium, the coupling of this technique with the Gibbs triangle composition diagram is useful in resolving practical problems of pyrometallurgical importance such as: which mixture(s) of the common gases prepared at room temperature will produce a required gaseous equilibrium; which gases tend to be good or poor chemical buffers during an experiment; and which gases may pose kinetic problems in attaining equilibrium. The basic algorithm for a three or four component system can be stored in a small desk calculator since the method is dependent on the number of components and independent of the total number of species in the gas phase. The constrained chemical potentials method is general and the algorithm for calculating multicomponent equilibria is also presented.

Résumé

Une nouvelle technique—la méthode des potentiels chimiques imposés—est proposée pour le calcul des équilibres gazeux complexes à hautes températures. La méthode est appliquée au calcul de l'équilibre pour les systémes H-S-O et H-O-C en tenant compte de la formation de tous les composés gazeux. Les résultats sont présentés sous forme d'isobares inscrits dans le triangle de composition de Gibbs. L'examen d'un diagramme permet de voir: l'influence de la composition ou d'un changement de composition sur les pressions partielles (ou activites) de certains composés de la phase gazeuse; quels mélanges gazeux préparés à l'ambiante permettront d'obtenir les conditions à l'équilibre recherchées; quels types de mélanges gazeux possèdent de bonnes ou de mauvaises qualités de tamponnage chimique. Le calcul de tels diagrammes à des températures et des pressions totales différentes montre l'influence de ces variables thermodynamiques sur l'équilibre du système considéré. Un algorithme de la méthode des potentiels chimiques imposés, applicable à un système à plusieurs composants est aussi présenté.     

The isothermic annealing of bainite

Abstract

Bainitic high carbon steel has been isothermally annealed in the temperature range, 823–973K, in order to follow changes in structure and mechanical properties. The kinetic data for carbide coarsening were found to be in substantial agreement with the Ostwald ripening theory at the higher annealing temperatures. The observed divergence from the theory at the lower temperatures is attributed to the influence of grain boundary diffusion.

The dependence of mechanical properties on structure has been examined in relation to several important models. Good data correlation was found in all cases but agreement with predicted values of slope and intercept constants was found only for the models based on the Orowan theory of hardening.

The responses to annealing of upper and lower bainite are substantially different and result in measurable differences in mechanical properties of the two structures after heat treatment.

Résumé

Les auteurs ont fait des recuits isothermes dans la gamme de température de 823 à 973°K sur un acier bainitique à haute teneur de carbone afin de suivre les changements de structure et de propriétés mécaniques. Aux températures plus élévees, les résultats sur la cinétique de grossissement des carbures sont en accord substantiel avec la théorie d'Ostwald. Aux températures plus basses, la divergence des résultats avec la théorie est attribuée à l'inf1uence de la diffusion intergranulaire.

Les auteurs ont examiné l'influence de la structure sur les propriétés mécaniques en fonction de plusieurs modéles importants. La corrélation des résu1tats est en bon accord dans tous les cas, mais seulement les modéles basés sur la théorie de durcissement d'Orowan prédisent des pentes et des ordonnées á l'origine qui sont en accord avec les résultats.

Les réponses au revenu des bainites supérieure et inférieure sont substantiellement différentes, ce qui se traduit par des différences mesurables dans les propriétés mecaniques des deux structures aprés traitement thermique.     

Micrbband Formation in Cyclic Extrusion Compression of Aluminum

Abstract

The influence of very large deformations on the properties and microstructures of A199.95 and A199.992 is investigated. The very large deformations are imposed by the cyclic extrusion-compression (CEC) method, which combines extrusion and compression processes. It is found that above true strains of 4 and 8 respectively, the compression proof stresses of A199.992 and A199.95 stabilize. The property stabilization appears to result from the increasing incidence of micro bands which leads to the final constancy of the microstructure parameters. The homogeneous chess-board like microstructure forms during the deformation by the CEC method, as the result of rearrangement of microstructure by the mutually crossing microbands leading to the final dominance of persistent macro shear bands.

Résumé

On a étudié l'influence de très grandes déformations sur les propriétés et la microstructure de l'Al 99.95 et de l'Al 99.992. De très grandes déformations sont imposées par la méthode d'extrusioncompression cyclique (CEC), qui combine des processus d'extrusion et de compression. Au-delà de déformations réelles de 4 et 8 respectivement, les limites apparentes d'élasticité sous compression de l'AI 99.992 et de l'Al 99.95 se stabilisent. Cette stabilisation de la propriété a l'air de résulter de l'augmentation de l'occurrence de micro-bandes, ce qui méne à la constance finale des paramètres de microstructure. La microstructure homogène à apparence d'échiquier se forme lors de la déformation par la méthode CEC, comme résultat du réarrangement de la microstructure par les micro-bandes qui s'entrecroisent mutuellement, menant à la domination finale de bandes persistantes de macro-cisaillement.     

Microstructures and mechanical properties in a turbine disc fabricated from astroloy powder

Abstract

Powder metallurgy processing of nickel-base superalloy turbine discs is described. The discs were prepared from hotisostatically pressed Astroloy powder preforms by a single-stage forging operation, followed by machining. The forgeability, machinability, tensile and stress rupture properties of the powder fabricated material were better than, or equivalent to, those of cast material. The fatigue lifetimes obtained in laboratory push-pull tests and the lifetime obtained in a disc exposed to engine testing and ambient temperature spin-rig testing were also good. However the lifetimes obtained from crack detection to final failure were short, indicating either poor resistance to fatigue crack propagation or poor fracture toughness. This problem is examined in terms of the microstructures and minor phase contents of the discs. The microstructures showed incomplete recrystallization in the bore, carbide laden powder particle boundaries both in the bore and the recrystallized rim, and platelets of a brittle M₂ (SC) phase. Modified processing of powder fabricated discs is suggested to circumvent these deficiencies.

Résumé

Dans cet article, les auteurs décrivent la production, par métallurgie des poudres, de disques de turbine en superalliage au nickel. Les disques sont obtenus en une seule operation par forgeage d'ébauches de poudres d'Astroloy prealablement comprimées à chaud et ils sont ensuite usinés.

La forgeabilité, l'usinabilite et les propriétés mécaniques en traction et en fluage de tels disques sont meilleures que celles des disques obtenus par fonderie. La limite de fatigue déterminée en laboratoire par traction-compression et celle obtenue sur un disq ue soumis aux conditions de service de la turbine et à l'essai «spin-rig» à température ambiante se révèlent etre bonnes. Par contre, les limites de fatigues mesurées a partir de la détection d'une fissure jusqu'à la rupture finale sont faibles, suggérant soit une faible résistance à la propagation des fissures soit une faible résilience.

Ce problème a été etudie par examen de la microstructure et des phases secondaires présentes. Ces études révèlent que la recristallisation est incomplète au centre du disque, que des carbures sont présents aux joints entre les particules de poudres autant au centre du disque que dans l'anneau extérieur recristallisé et que des plaquettes d'une phase fragile M₂ (SC) sont présentes. Des modifications au procédé de fabrication de ces disques sont suggérées afin d'éliminer ces déficiences.     

Nondestructive Defect Size Monitoring in Fracture Mechanics Studies

Abstract

In this article we will review three major NDT techniques which are in common use; optical, electrical resistance and ultrasonic. The field of activity of fracture mechanics can be divided into two major areas. First, laboratory studies, where COD samples (crack opening displacement) or K_IC type samples are examined, and field studies where real defects found in the structures are examined and fracture mechanics criteria applied.

Résumé

Cet article porte sur trois techniques majeures des methodes de controle non destructif qui sont en usage commun. Elles sont le controle visuel, à la résistance électrique et aux ultrasons. Le champ d'action de la mécanique de rupture peut se diviser en deux majeures parties. D'abord il y a les recherches de laboratoire alors que les échantillons 'COD' ou celles du type K_IC sont examinés, et ensuite il y a les études faites sur le chantier et où les défauts réels sont identifiés dans les structures à controller et alors que les criteria des mécaniques de rupture entrent en jeu.     

The Kinetics of Slag-Metal Reactions

Abstract

The experimental techniques which are available for the study of the kinetics of slag-metal reactions are considered. The possible rate controlling mechanisms are briefly reviewed. An analysis is made of the various studies of slag-metal reaction kinetics and attempts are made to correlate the results of different investigations. Of particular interest in this context are the studies of silica reduction by carbon in iron and sulphur transfer studies between slag and metal. Studies of manganese, phosphorus and chromium transfer in ferrous systems are briefly reviewed as well as the reduction of ferrous oxide from slags.

Résumé

Dans cet article, les méthodes expérimentales disponibles pour l'etude de la cinétique des réactions métal-scorie sont exposées. Les mécanismes possibles pouvant contrôler les taux de réaction sont briévement revus. Une analyse des diverses études sur la cinétique des réactions métal-scorie est faite. De plus, des corrélations entre les résultats des différentes études ont tente d'etre obtenues. Un intérét dans ce domaine est l'etude de la réduction de la silice par le carbone present dans le fer, ainsi que les études du transfert du soufre entre le métal et la scorie. Les études sur le transfert du manganése, du phosphore et du chrome en présence de fer sont briévement revus ainsi que la réduction de l'oxyde de fer contenu dans la scorie.     

Improved Fracture Toughness and Resistance to Fatigue Crack Propagation in ESR Steels

Abstract

Two types of alloy steels (En 24 and En 52 steels) have been electro slag refined and the improvement in their mechanical properties has been assessed. ESR has improved the tensile ductility, plane strain fracture toughness, room temperature CVN energy, fatigue strength and has decreased fatigue crack growth rates. The K _lc values for the ESR steel are nearly twice those estimated in the unrefined steel. Fatigue crack growth rates in region I and region III are found to be decreased considerably in the ESR steel while they are unaffected in region II. The improvement in the mechanical properties has been explained in terms of the removal of large sized nonmetallic inclusions and reduction in sulfur content in the ESR steel.

Résumé

Deux types d'aciers alliés (En 24 et En 52) ont été affinés par refusion sous laitier (ESR) et l'amélioration de leurs propriétés mécaniques a été évaluée. Le procédé ESR a amélioré la ductilité en traction, la ténacité en déformation plane, l' énergie CEV à température ambiante, la résistance à la fatigue et a diminué les taux de croissance des fissures de fatigue. Les valeurs de K_lc des aciers ESR sont presque le double de celles estimees pour les aciers non affinés. Les taux de propagation des fissures de fatigue dans les domaines I et III sont considérablement moins élevés dans les aciers ESR alors qu'ils ne sont pas affectés dans la région II. L'amélioration des propriétés mécaniques a été expliquée en termes de l'enlèvement des inclusions non métalliques de taille importante et de la réduction de la teneur en soufre des aciers ESR.     

Interfacial energies in pyrometallurgical processes

Abstract

The effects of interfacial energies on foams, emulsions and the entrapment of metals in slags are reviewed and methods of measuring surface and interfacial energies are discussed. The difficulties of interfacial energy measurements are pointed out and the interfacial energy data pertinent to pyrometallurgical processes are summarized .A drop-pressure method of measuring interfacial energies is proposed and evaluated on the basis of room and high temperature measurements. The method is shown to be particularly suitable where surface and interfacial energies are to be measured under similar experimental conditions.

Résumé

Cette étude fait à la fois la mise à jour des effets des énergies interfaciales desmousses, et des dispersions en considérant les inclusions des métaux dans les laitiers, et aussides méthodes de mesure de l'énergie interfaciale. On fait ressortir les problèmes relatifs aux measures de l'énergie interfaciale incluant le relevédes données d' énergie interfaciale relatives aux procédés pyrométallurgiques. A la lumière des essays effectués à température ambiante et àlevée,on propose la méthode depression de bulles pour la mesure de l'énergie interfaciale. Cette méthode s'avére très adaptée pour la détermination des énergies de surface ou d'interface dans les mêmes conditions expérimentales.     

The high temperature assessment of raw materials for iron making

Abstract

Methods for assessing burden materials under simulated blast furnace conditions are being developed in several countries for the purposes of international trade, routine quality control, and to assess causes of disturbances in blast furnace operation. Reducibility, low-temperature disintegration and softening-under-load tests are discussed as well as methods of measuring coke reactivity, and some results are presented. Simulation of the blast furnace chemical reserve zone in the Mines Branch Rist Apparatus is also discussed and relationships between test resu1ts and performance in the blast furnace and direct reduction processes are mentioned.

Résumé

Des méthodes de contrôle des matières de chargement sous des conditions simulant celles de la cuve d'un hautfourneau sont en développement dans plusieurs pays pour les besoins des marches internationaux et des contrô1es de qualité de routine et pour évaluer la conduite des hauts-fourneaux. On discute de la réductibilité, de la dégradation granulométrique a basse température et de la résistance mécanique des minerais aussi bien que des méthodes pour mesurer la réactivité du coke; on présente quelques résu1tats. On discute aussi de la simulation de la zone de réserve chimique d'un haut-fourneau dans l'appareil Rist du Bureau des Mines, et on mentionne certaines corrélations entre les résu1tats des essais et les performances de hauts-fourneaux et de certains procédés de réduction directe.     

Roasting in extractive metallurgy a thermodynamic and kinetic review

Abstract

Selected papers are reviewed in both the ferrous and nonferrous fields of extractive metallurgy, to il1ustrate recent developments in the theory and practice of roasting. Attention is confined primarily to solid-gas and liquid-gas systems, which are considered from both their thermodynamic and kinetic aspects.

The thermodynamics section of this review includes studies of sulphide mineral vapourization, matte oxidation, selective sulphation roasting and the chlorination of sulphides. The use of various thermodynamic diagrams is illustrated. The kinetics section includes rate studies on oxidation, reduction, sulphation and chlorination processes and discussions of some of the proposed mechanisms and rate-controlling steps which are common to many of these processes.

Newer developments in chemical transport, plasmas and computer models are mentioned.

Résumé

Pour souligner les plus récents développements théoriques et pratiques ayant trait aux procédés de grillage, une revue bibliographique a été effectué tant dans le domaine de la métallurgie extractive des ferreux que des non-ferreux. Elle porte d'abord et avant tout sur les aspects concernant la thermodynamique et la cinétique des systémes solide-gaz et liquides-gaz. Dans la partie thermodynamique de cette revue, sont relevées des études ayant trait à la volatilisation de minerais sulfurés, l'oxydation des mattes, le grillage sulfatant selectif et la chlorination des sulfures. L'utilisation de divers diagrammes pour faire la corrélation des données thermodynamiques y est illustrée. Les aspects de la cinétique qui ont été retenus portent sur l'étude du taux des processus d'oxydation, de réduction, de sulfatation et de chlorination et sur la discussion de certains mécanismes et de certaines étapes communes à ces processus et susceptibles d'influehcer le taux global de réaction.     

The Influence of Slag Composition on the Corrosion of Basic Refractories

Abstract

Using a dynamic method to measure the slag resistance of refractory materials, the effect of slag composition upon the corrosion rate of a commercial basic brick has been investigated. Some recommendations are presented to improve the refractory practice of electric furnaces.

Résumé

En utilisant une méthode dynamique pour mesurer la résistance des matériaux réfractaires à l'attaque des scories d'aciérage, nous avons cherché à déterminer l'influence de la composition de la scone sur la vitesse de corrosion. A partir des résultats obtenus nous pouvons présenter quelques recommandations pour améliorer la tenue des réfractaires utilisés dans les fours électriques.     

Heat flow in blast furnace hearths

Abstract

Heat flow and temperature distribution in iron blast furnace hearths has been investigated using a digital computer implemented simulation. Furnace hearths, with and without underhearth cooling, have been simulated to provide dynamic thermal response characteristics and to explore refractory material requirements for improved hearth design.

A digital computer program utilizing numerical approximations to the heat flow equations in three dimensions (two dimensions with radial symmetry in the third) was used to calculate unsteady state heat transfer characteristics. Stave cooling, carbon and ceramic refractories, refractory thermal property variations, salamander formation, underhearth cooling systems, and other design and operating parameters were considered in evaluating the steady and unsteady state temperature distributions in blast furnace hearths.

Résumé

On fait l' étude du flux de chaleur et de la distribution de température dans le creuset d'un haut fourneau par une simulation à l'aide d'un ordinateur. Nous considérons le creuset sans ou avec refroidissemen t afin d'obtenir l' évolution des proprietes thermiques et de sonder les besoins en matériaux réfractaire pour ameliorer le design du creuset.

Un programme d'ordinateur basé sur la méthode d'approximations numeriques aux équations tridimentionnelles de transfert de chaleur (deux dimensions rectilignes avec symétrie radiale dans la troisième direction) a été employé dans le calcul du comportement de transfert de chaleur en régime transitoire. Nous avons considéré le refroidissement des douves, l'u tilisation des réfractaires à carbone et à ceramique, la variation des propriétés thermiques des réfractaires, la formation d'un loup ferreux, d'autres designs et les paramètres d' opération dans cette évaluation des distributions des températures en régime transitoire et en régime permanent des creusets des hauts-fourneaux.     

Gallium–Germanium–Indium System: Excess Functions of Formaion of Liquid Alloys and Liquidus surface of Phase Diagram

Abstract

With a high temperature Calvet calorimeter, the enthalpies of formation of Ge-In and Ga-Ge-In liquid alloys have been measured between 703 and 1230 K.

A critical analysis of the excess functions of mixing and of the equilibrium phase diagrams of Ga-Ge, Ga-In and Ge-In alloys allows us to choose a set of consistent thermodynamic data for each bordering binary system.

The enthalpies of mixing of ternary alloys calculated by a phenomenological relation (Kohler equation) and measured by calorimetry are in good agreement.

From the Kohler equation are evaluated the partial excess functions of mixing and some temperatures of the liquidus of the phase digram.

Résumé

En utilisant un microcalorimètre Calvet, haute temp;amp;#x00E9;rature, no us avons déterminé des enthalpies de formation des alliages Ge-In et Ga-Ge-In entre 703 et 1230 K.

Une étude critique des fonctions thermodynamiques et des diagrammes d'équilibre des phases des trios systèmes binaires Ga-Ge, Ga-In et Ge-In nous a permis de proposer pour chacun d'eux un ensemble de fonctions d'excès de mélange cohérent avec le diagramme d' équilibre des phases.

A partir d'une relation polynomiale empirique faisant intervenir les enthalpies des binaires limitrophes, les enthalpies de mélange du systéme Ga-Ge-In ont été recalculées: l'accord étant satisfaisant, nous avons évalué les autres fonctions d'exces et déterminé la position de la surface du liquidus de ce système ternaire.     

Estimating grinding power requirements

Abstract

The chioride volatilization process of Producing pyrite cinder is discussed in Terms of thermodynamic properties of The reactions and several series of experiments Are described. CaCl₂. Ride was selected as the experimental Chloridizing reagent, because the pellets Obtained by this process are commonly Used in the Fe blast furnace. The results obtained can be summarized As follows. (1) maximum removal of metal impurities From pyrite cinder requires Rapid heating especially through the temperature range 600 to 1000°C. (2) The reduction in elimination efficiency By slow heating is due to the premature Decomposition of calcium chloride at Low temperature-in the presence of sulphur in the pyrite cinder. (3) pyrite Cinder containing comparatively low . Sulphur and arsenie is best suited as A raw material for this process. (4) the Existence of moisture and SoP. Dioxide in the furnace gas greatly reduces The efficiency of impurity elimination. (5) the optimum temperature For metal impurity elimination is 1100°C. (6) treatment at 120C°c gives Good sulphur elimination and improved mechanical strength.

Résumé

Le procédé de production de cendres de pyrite par volitilisation de chlorures est discuté en termes des propriétés thermodynamiques de réactions et plusieurs séries d'expériences sont décrites. Pour ces expériences, Ie chlorure de calcium a été choisi comme chlorurant car les agglomérés obtenus par ce procédé sont couramment utilisés dans le haut-foumeau. Les résultats obtenus peuvent étre énumérés comme suit: (1) L' élimination la plus grande d'impuétés métalliques des cendres de pyrite exige un chauffage rapide surtout dans la zone de température de 600 á 1OOO°C. (2) La diminution du taux d' élimination provoqué par un chauffage lent est due á la décomposition préntaturée du chlorure de calcium à basse température, en presence de soufre, contenu dans les cendres. (3) Les cendres de pyrite. contenant comparativement peu de soufre et d'arsenic sont les materiaux les plus appropries pour ce traitement. (4) La presence d'humidite et de dioxyde de soufre dans les gaz du four réduit grandement le taux d' élimination. des impuretés. (5) La température optimale pour l' élimination des impuretés métalliques est 1100°C. (6) Un traitement à 1200°C donne une bonne élimination du soufre et améliore la mécanique.