Effects of pressure on the kinetics of manganese evaporation from the OT4 alloy

• Autorzy: Blacha L. , Burdzik R. , Smalcerz A. , Matuła T.

Warianty tytułu

PL

Wpływ ciśnienia nakKinetykę procesu odparowania manganu ze stopu OT4

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper, results of the study on manganese evaporation from the OT4 alloy are presented. In the experiments, the effects of pressure on the manganese evaporation kinetics and the stages that limit the evaporation rate were investigated. It was demonstrated that the rate of manganese evaporation from the alloy increased with pressure reduction in the system. When the pressure decreases from 1000 Pa to 10 Pa, the value of overall mass transfer kMn increases from 3.9*10-6 ms-1 to 208.4*10-6 ms-1. At the same time, the manganese fraction in the alloy decreased from 1.49% mass to 0.045% mass. Within the whole pressure range, the analysed evaporation process is diffusion-controlled. For pressures above 50 Pa, the determining stage is transfer in the gaseous phase, while for pressures below 50 Pa, it is transfer in the liquid phase.

PL

W prezentowanym opracowaniu przedstawiono wyniki badań odparowania manganu ze stopu OT4. W ramach prowadzonych eksperymentów badano wpływ ciśnienia na kinetykę procesu odparowania manganu i jednocześnie określono etapy limitujące jego szybkość. Wykazano, że szybkość procesu odparowania manganu ze stopu rośnie wraz z obniżaniem ciśnienia w układzie. Przy obniżeniu ciśnienia od 1000 Pa do 10 Pa wartość ogólnego współczynnika transportu masy kMn rośnie od 3.9x10-6 ms-1 do 208.4x10-6 ms-1. Jednocześnie następowało obniżenie zawartości manganu w stopie od 1.49% mas. Do 0.045% mas.. W całym zakresie ciśnień analizowany proces parowania ma kontrolę dyfuzyjną. Dla ciśnień powyżej 50 Pa etapem determinujacym jest transport w fazie gazowej, a dla ciśnien poniżej 50 Pa transport masy w fazie ciekłej.

Słowa kluczowe

EN

vacuum induction melting; Ti-Al-Mn alloy; evaporation; mass transfer coefficient

PL

stopy Ti-Al-Mn; odparowanie; współczynnik przenikania masy

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 1
• Strony: 197--201
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Blacha L.

autor

Burdzik R.

autor

Smalcerz A.

autor

Matuła T.

• Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engeneering and Metallurgy, Department of Metallurgy, 40-019 Katowice, 8 Krasinskiego Str., Poland

Bibliografia

• [1] K. Pałucha, Wybrane problemy zarzadzania innowacjami w obszarze przygotowania i uruchamiania produkcji, in the collective work edited by J. Pyki, Koncepcje, metody i narzedzia współczesnego zarzadzania, TNOiK, Katowice, 362-375 (2011).
• [2] K. Pałucha, Selected problems of development of the steel industry in Poland, Metalurgija 51 (3), 357-360 (2012).
• [3] A. Karbownik, Ł. Dohn, K. Sienkiewicz-Malyjurek, Value chain analysis of environmental management in urban - case study, Metaropolitan association of Upper Silesia, Polish Journal of Environmental Studies 21, 911-921 (2012).
• [4] P. Folega, G. Siwiec, Numerical analysis of selected materials for flexsplines, Archives of Metallurgy and Materials 57 (1), 185-191 (2012).
• [5] A. Szkliniarz, W. Szkliniarz, Assessment quality of Ti alloys melted in induction furnace with ceramic crucible, Solid State Phenomena 176, 139-148 (2011).
• [6] W. Szkliniarz, A. Szkliniarz, The chemical composition and microstructure of Ti-47Al-2W-0.5Si alloy melted in ceramic crucibles, Solid State Phenomena 191, 211-220 (2012).
• [7] G. Jinjie, J. Jun, S. L. Yuan, L. Guizhong, S. Yanqing, D. Hongsheng, Evaporation behavior of aluminium during the cold crucible induction skull melting of titanium-aluminium alloys, Metallurgical and Materials Transactions B 31B, 837-844 (2000).
• [8] T. Isawa, H. Nakamura, K. Murakami, Aluminum evaporation from titanium alloys in EB hearth melting, ISIJ International 32 (5), 607-615 (1992).
• [9] A. Fleszar, J. Mizera, R.Y. Fillit, T. Wierzchon, The influence of the residual stresses on the corrosion and wear resistance of nitrated layers produced isothermally and cyclically on Ti-1Al- 1Mn titanium alloy under glow discharge conditions, Vacuum 57, 405-410 (2000).
• [10] G. Siwiec, Elimination of aluminium during the process of Ti-6Al-4V alloy, smelting in a vacuum induction furnace, Archives of Metallurgy and Materials 57 (4), 951-956 (2012).
• [11] D. Krupa, J. Baszkiewicz, E. Jezierska, J. Mizera, T. Wierzchon, A. Barcz, R. Fillit, Effect of nitrogen-ion implantation on the corrosion resistance of OT-4-0 titanium alloy in 0.9% NaCl environment, Surface & Coatings Technology 111 (1), 86-91 (1999).
• [12] A. I. Kostov, D. T. Zivkovic, Thermodynamic calculations in ternary titanium-aluminium-manganese system, Journal of the Serbian Chemical Society 73 (4), 499-506 (2008).
• [13] L. Blacha, J. Łabaj, Factors determining the rate of the process of metal bath components evaporation, Metalurgija 51 (4), 529-533 (2012).
• [14] R. Przyłucki, S. Golak, B. Oleksiak, L. Blacha, Influence of an induction furnace’s electric parameters on mass transfer velocity in the liquid phase, Metalurgija 51 (1), 67-70 (2012).
• [15] J. Guo, G. Liu, Y. Su, H. Ding, J. Jia, H. Fu, Evaporation of multi-components in Ti-25Al-25Nb melt during induction skull melting process, Trans. Nonferrous Met. Soc. China 12 (4), 587-591 (2002).
• [16] A. Aguero, J. M. Albella, M. P. Hierro, J. Philibert, F. J. PerezTrujillo, Self diffusion in liquid titanium, Defect and Diffusion Forum 289, 609-614 (2008).
• [17] E. S. Lewin, W. N. Zamaraew, L. W. Geld, Koefficienty wjazkosti, samodiffuzii i udelnogo elektrosoprotiwlenija zidkogo marganca, Metałły 2, 113-116 (1976).
• [18] L. Blacha, Bleientfernung aus kupferlegierungen im prozess der vakuumraffination, Archives of Metallurgy 48 (1), 105-127 (2003).
• [19] J. Łabaj, Kinetics of copper evaporation from the Fe-Cu alloys under reduced pressure, Archives of Metallurgy and Materials 57 (1), 165-172 (2012).
• [20] H. P. Wang, S. J. Yang, B. B. Wei, Density and structure of undercooled liquid titanium, Chinese Science Bulletin 57, 719-723 (2012).