第三章金屬熔體
1 說明鐵液內組分活度相互作用係數的意義及求法。
解鐵液中組分活度的相互作用係數表明了鐵原子與組分之間作用力的性質。在fe-b-k三元系之間，當作用力時，,則k能降低b的活度係數，而使組分b的溶解度增加；如時，，則k能提高，而使組分b的溶解度降低。因此，在一定溫度下，組分b的濃度在鐵液中達到一定值時，則，與成反比。
因而如欲提高b的溶解度，則可加入少量能使降低的元素，即的元素。例如=-0.0074。
當向fe-h系中加入=0.1%的釩後，可使1873k，100kpa的氫在鐵中的溶解度從增大到。
一級相互作用係數主要是通過實驗測定一定溫度下的關係曲線，在低濃度處作曲線的切線，由斜率求得。
二級相互作用係數是由的關係曲線，在低濃度處曲線切線的斜率求得。
二級相互交叉作用係數是由曲線的切線斜率求出，這需在四元系fe-b-k-j參加的平衡實驗中求出。
2 什麼是氣體在剛中的溶解度，它與哪些因素有關？
解鋼中溶解的氣體是指氫和氮。鋼中溶解的氣體含量不高，一般鋼號的規格中也不列出，但它們的危害性卻不小，嚴重時將導致鋼材報廢。通常把一定溫度下與100kpa的氣相平衡的溶解於鋼中的氫和氮含量稱為氣體在鋼中的溶解度。
因其量小，規定用（）或ml/100g等單位表示。氣體在鋼中的溶解度服從平方根定律：
，因此，溶解度受溫度、壓力及其他溶解元素（）的影響。溶解於鋼中的氫以h+、氮以n3+或n5+成金屬鍵的結構。
氣體在鋼中的溶解度不僅隨溫度變化，而且隨鋼的狀態及晶型而改變，即在鐵的熔點及晶型轉變溫度處有突變。溫度下降時，氫在鐵的3種晶型（）中的溶解度均減小，而氮在及中溶解度也減小，但在中卻增大，因為中有、形成，能容納較多的氣體。因其為麵心立方晶格結構，其原子間距比體心立方晶格的的原子間距大。
此外，鐵內存在的某些元素對氣體溶解度亦有不同程度的影響。凡能與溶解氣體形成化合物的元素，則能使氣體的活度下降，因而氣體的溶解度隨著這些元素量的增加而增大，如ti、nb、zr、v及re等。與鐵性質相近的元素對氣體溶解度的影響則較小，如mn、ni、co、mo等。
與鐵能形成化合物的元素則能降低鐵的濃度，從而降低了氣體的溶解度，如c、si、p、s、o等非金屬元素。
氣體在鋼液中的溶解過程包括氣體向鋼-氣表面的外擴散，在鋼-氣介面的吸附及脫附原子向鋼液中的擴散等環節。整個溶解過程的限制環節是氣體原子在鋼液中的擴散。氮鋼中的[o]和[s]則能減弱氮在鋼-氣介面上的吸附，從而減慢了氮在鋼液中的溶解速度，氮對氫的溶解卻無影響。
3 鐵液的物理性質與其結構有關，而其內存在的元素又常影響鋼液的結構，從而影響其性質。試分析鋼中主要元素之一的碳對鋼液主要性質(如熔點、黏度、密度、表面張力等)變化的影響。
解溶解於鋼液中的非金屬元素，如c、o、s、p、n等的原子結構和性質與鐵原子有較大的差別。它們對鐵液的主要物理性質，如熔點，密度，黏度，表面張力等也有一定的影響，尤以碳最為顯著。碳降低鐵熔點的作用最明顯，所以低碳鋼的熔點比高碳鋼的熔點高。
由於鐵液的結構隨含碳量的增加發生了較發雜的變化，致使鐵液的密度、黏度和表面張力液發生了相類似的變化。
當時，鐵液接近的近程式結構。隨著碳含量的增加，碳原子間隙入fe原子空隙位的數目增多，結構改變，溶體的自由體積增大，因而鐵液的密度逐漸減小，黏度液相應降低，而在時最小。另一方面，由於群聚團的不斷形成，初時其量較少，與周圍fe原子的作用力較弱，所以易於流動，黏度因之下降；同時又易於排向液面，發生吸附，所以表面張力液降低。
當增加到0.2%~0.4%之間時，由於鐵液能溶解更多的碳原子，密度較小的（c原子周有4個fe原子，），逐漸轉變為密度較大的（碳原子周有6個fe原子，），鐵液的密度增加。
而在=0.4%時，完全轉變為結構，密度達到最高值。另一方面，形成的群聚團的數目也在不斷增多，並與周圍fe原子的作用力增強，成為「大片狀」，而成為粘滯流動的主要單元，因而移動緩慢，黏度在增加。
同時，這種結構的流動單元液難以排向鐵液表面，所以鐵液的表面張力增加，達到了最高值。
當》0.4%以後，這些性質的降低是由於鐵液的熔點比以前有更大的降低，相對於過熱度的提高。而群聚團得結構也在改變，所以黏度、表面張力又有較大的降低。
此外，鐵液中的o、s、n、p等非金屬元素都是表面活性元素。特別是o和s的表面活性最強，它們在鐵液內形成的feo及fes離子團，受到了鐵原子間作用力的影響，易於排向鐵液表面，發生吸附，從而降低鐵液的表面張力。n、p在這方面的作用則較弱。
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