OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA PSEUDO-TERNÁRIO AL2O3-MNO-TIO2 USANDO O MODELO DE KAPOOR-FROHBERG-GAYE1
OPTIMIZATION OF THE TERNARY SYSTEM AL2O3-MNO-TIO2 USING THE MODEL OF KAPOOR-FROHBERG-GAYE
Beneduce Neto, Flavio; Farina, Alexandre Bellegard; Silva, André Luiz V. da C. e; Avillez, Roberto Ribeiro
http://dx.doi.org/10.4322/tmm.00302004
Tecnol. Metal. Mater., vol.3, n2, p.16-23, 2006
Resumo
Foi feita a otimização do sistema pseudoternário Al2O3-MnO-TiO2 como continuação de trabalhos anteriores. A fase líquida foi modelada segundo a proposta de Kapoor-Frohberg-Gaye e foi realizada com auxílio do módulo PARROT do programa ThermoCalc®, empregando dados experimentais da literatura. Os resultados obtidos mostraram-se, a princípio, satisfatórios quando comparados com os dados da literatura. Entretanto, várias correções ainda devem ser realizadas no futuro já que não foi possível ajustar convenientemente a superfície liquidus ternária e alguns invariantes importantes. O ajuste das transformações invariantes pseudobinárias através de uma otimização com dados pseudoternários mostrou-se vantajosa, obtendo-se um bom ajuste dos pontos de atividade pseudoternários e pseudobinários. Os dados termodinâmicos de Gaye et al., para o sistema Al2O3-MnO, foram re-otimizados provendo uma maior coincidência com os dados atuais disponíveis na literatura.
Palavras-chave
Inclusão não-metálica, Thermocalc, Otimização
Abstract
An optimization of the ternary system Al2O3-MnO-TiO2 was carried out as an extension of previous work. The liquid phase was modeled according to the proposition of Kapoor-Frohberg-Gaye using the PARROT module of the ThermoCalc® software with experimental data from literature. The obtained results showed satisfactory when compared to the literature data. However some corrections must be done in the near future in order to adjust the ternary liquidus surface and some invariant points. The adjust of the binary invariant points with the ternary data has shown fruitful with good agreement of binary and ternary activity data. The thermodynamic data optimized by Gaye et al. for the system Al2O3-MnO were reoptimized resulting in better adjustment with a more recent phase diagram data.
Keywords
Non-metallic inclusion, Thermocalc, Optimization
Referências
1 SILVA, A.L.V.C.; MEI, P.R. Aços e ligas especiais. 2 ed. Sumaré: Eletrometal, 1988. 528p.
2 GREGG, J.M.; BHADESHIA, H. Titanium-rich mineral phases and the nucleation of bainite. Metallurgical and Materials Transactions A, v. 25, n. 8, p. 1603-1611, Aug. 1994.
3 UESHIMA, Y.;H. YUYAMA; S. MIZOGUCHI; H. KAJIOKA. Effect of oxide inclusions on MnS precipitation in low carbon steel. Tetsu-to-Hagane, v. 75, n. 3, p. 501-508, 1989.
4 GOTO, H.; MIYAZAWA, K.; HONMA, H. Effect of the primary oxide on the behavior of the oxide precipitation during solidification of steel. ISIJ International, v. 36, n. 5, p. 537-542, 1996.
5 BENEDUCE, F.; SILVA, A.L.V.C; AVILLEZ, R.R. Análise termodinâmica de sistemas contendo óxidos de titânio visando o controle de inclusões não-metálicas em aços In: CONGRESSO ANUAL DA ABM, 59., 2004, São Paulo. Anais... São Paulo: ABM, 2004.
6 SILVA, A.L.V.C..; AVILLEZ, R.R.; BENEDUCE, F. Steel-Slag Equilibrium Involving TiO2. In: CALPHAD, 32., 2003, La Malbaie, Canada.
7 SILVA, A.L.V.C.; AVILLEZ, R.R.; BENEDUCE, F. R. VA Preliminary Evaluation Of Selected TiO2 Containing Oxide Systems With Applications In Slag-Steel-Inclusion Equilibria. In: CALPHAD, 33., 2004, Krakow, Poland.
8 OHTA, M.; MORITA, K. Thermodynamics of the MnO-Al2O3-TiO2 system. ISIJ International, v. 39, n. 2, p. 1231-1238, 1999.
9 LEUSMANN, D. A new determination of the phase relations in the join MnO-TiO2 between 1200 and 1600C. Neues jahrbuch fur mineralogie Monatshefte, n. 6, p. 262-266, 1979.
10 LANG, S. M.; FILLMORE, C. L.; MAXWELL, L. H. The system BeO-Al2O3-TiO2: phase relations and general physical properties of three component porcelain. Journal of Research of the National Bureau of Standards v. 48, n. 4, p. 298- 312, 1952.
11 SEIFERT, H. J.; KUSSMAUL, A.; ALDINGER, F. Phase equilibria diffusion paths in the Ti-Al-O-N system. Journal. Alloys and Compounds, v. 317-318 pp. 19-25 (2001).
12 GRIEVE, J. WHITE, J. The systems MnO-TiO2 and MnO-FeO-TiO2. Journal of the Royal Technology College (Glasgow), v. 4, n. 4, p. 660-670, 1940.
13 MARTIN, E.; BELL, H. B. Activities in the system MnO-TiO2 at 1500°C. Glasgow: Departament of Metallurgy, University of Strathclyde, 1974.
14 JACOB, K. T. Revision of thermodynamic data on MnO-Al2O3 melts. Canadian Metallurgical Quaterly, v. 20, n. 1, p. 89-92, 1981.
15 SHARMA, R. A.; RICHARDSON, F. D. Activities of Manganese oxide, sulfide capacities, and activity coefficients in aluminate and silicate melts. Transactions of the Metallurgical. Society of AIME., v.233, p. 1586-1592, 1965.
16 RAO, B.K.D.P.; GASKEL, D. R. The Thermodynamic activity of MnO in melts containing SiO2, B2O3 and TiO2. Metallurgical Transactions B., 12B, p. 469-477, Sept 1981.
17 SAUNDERS, N.; MIODOWINIK, A. P. CALPHAD: calculation of phase diagrams: a comprehensive guide. New York: Pergamon Press, 1998.
18 GAYE, H.; WELFRINGER, J. Modelling of the thermodynamic properties of complex metallurgical slags. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON METALLURGICAL SLAGS AND FLUXES, 2., 1984, Lake Tahoe, Nevada. Proceedings… Local de Publicação: TMS-AIME, 1984. p. 357-371.
19 SIQUEIRA, R.N.C. Modelagem termodinâmica de escórias contendo TiO2: modelo quase químico modificado de Kapoor-Frohberg-Gaye. 2005. 184 p. Dissertação [Mestrado em Engª Metalúrgica] – Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2005.
20 SSUB3. STGE Substances database of 2001. Version 3.
21 FERRO, R.; CACCIAMANI, G. BORZONE, G. Remarks about data reliability in experimental and computational alloy thermochemistry. Intermetallics, v. 11, n. 11, p. 1081-1094, 2003.
22 Slag atlas. 2.ed. Düsseldorf: Stahl-Eisen, 1995. p. 45-46.
23 KARSUD, K. Sulphide capacities in TiO2 containing slags II: sulphide capacities and activities in MnO-TiO2 melts at 1500°C. Scandinavian Journal of Metallurgy., v. 13, p. 265-268, 1984.
24 SLAG_DATABASE. TC Fe-containing Slag Database. Version of 1997.
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email