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1 文献综述 1
1.1 研究背景 1
1.2 TWIP钢的性能 2
1.3 TWIP钢的研究现状 2
1.4活度的标准态 3
1.5 活度相互作用系数 4
1.6金属液中组分活度系数的研究方法 5
1.6.1 化学平衡法测定活度系数 5
1.6.2 电化学法测定活度 6
1.6.3 分配定律法测定活度系数 6
1.7 研究目的意义 7
2 实验研究方法 9
2.1 实验原理 9
2.2 实验装置 10
2.3 实验原材料 12
2.3.1金属材料 12
2.3.2 气体 12
2.3.2 其他设备 12
2.4 实验步骤 12
2.4.1 预备实验 12
2.4.2 正式实验 13
2.5 实验注意事项 16
3 实验结果 17
4 实验结果的分析讨论 18
4.1 平衡时间 18
4.2 Fe-Mn-C熔体中C的活度系数 19
4.3 Mn对C的活度一阶相互作用系数 21
4.4 Mn对C的活度二阶相互作用系数 22
4.5 误差分析 23
5 结论 24
致谢 25
参考文献 26,27775
1 文献综述
1.1 研究背景
近年来，汽车的需求量越来越大，汽车在给人民带来便利的同时，也带来了交通拥挤、环境污染等诸多问题。汽车对于环境的污染越来越严重，能源的消耗也越来越大。所以人们对汽车的省油要求也越来越高。省油可以通过提高发动机的效率也可以减轻汽车的重量，汽车制造原材料中钢铁约占65%[1]。因此汽车轻量化成为了研究的重点。汽车轻量化可以通过优化汽车的结构，也可以通过使用新型的材料替换钢铁材料。因此就需要研发更轻，更高强度的材料。
为了开发新型的汽车用钢，各国展开了各种的研究，相继出现了汽车用双相钢、相变诱导塑性(TRIP) 钢、孪晶诱导塑性(TWIP)钢和硼钢等新钢种[2][3]。由于高锰TRIP/ TWIP奥氏体钢具有良好的强度与塑性[4][5]，流变应力可达600~1100 MPa，室温下的延伸率达（60~95%）、密度约7300 kg/m3，不仅满足了提高汽车安全等级对汽车用钢提出的高强度和超高强度的要求；满足了低油耗、环保对汽车用钢轻量化的要求；也满足了汽车生产钢材加工工艺上对汽车用钢高延伸率的要求；性价比也更高[6]。汽车应用高锰TWIP钢是现代汽车发展的主流，也是汽车轻量化的主要方法。
但是在实际的生产中，锰与氧具有很大的亲和力，远大于铁与氧的亲和力。因此高锰汽车用钢的冶炼过程中最大的问题是锰的合金化，从理论上说其根本取决于“去碳保锰”的热力学。所以如何使用碳的氧化来保护锰，使锰不被氧化达到“去碳保锰”成了研究的主要内容，去碳保锰的反应：
[C]+(MnO)=CO(g)+[Mn] (1.1)
反应标准自由能变化：
(1.2)
反应的平衡常数：
(1.3)
式中，PCO和PCO2分别是CO和CO2的分压，atm。实验中由流量计控制流量。K为平衡常数，需要由实验测定。wMn为平衡浓度，可有化学分析获得，xMnO为渣中MnO的摩尔分数。可由化学分析获得，MnO为MnO的拉乌尔活度系数，为所要测定的量。fMn为Mn在Cu中服从亨利定律的质量1%浓度为标准状态时的活度系数—亨利活度系数。