Дослідження лінії ліквідусу на діаграмі стану Fe-B
Анотація
У роботі встановлено температуру кристалізації розплаву системи Fe-В в залежності від вмісту бору та вивчено термодинамічні властивості фаз, що містять бор. Дослідження проводили на сплавах з вмістом бору 2,0-4,2,0 % (мас.), решта – залізо. Виплавку сплавів системи Fe-В проводили в печі в алундових тиглях в атмосфері аргону. Швидкість охолодження сплавів після лиття складала 10 К/с. Для визначення структурного стану сплавів використовували мікроструктурний, рентгеноструктурний та диференційний термічний аналізи. У роботі за результатами експериментальних даних для сплавів системи Fe-В було визначено температури їх кристалізації в залежності від вмісту бору в сплаві. Окрім цього, визначено, що евтектичне перетворення γ-Fe+Fe2B відбувається при температурі 1441 К та вмісті бору 3,8 % (мас.). Для визначення термодинамічних функцій фаз використовувався квазіхімічний метод. З урахуванням внеску наближення першого ступеня високотемпературного розвинення термодинамічного потенціалу було отримано вирази для вільної енергії розплаву бінарного сплаву Fe-В, аустеніту, легованого бором, та бориду Fe2В. Отримані вирази для вільної енергії та хімічного потенціалу розплаву бінарного сплаву Fe-В, аустеніту та бориду Fe2В дозволили визначити розташування лінії ліквідусу на діаграмі стану Fe-В. Проведені в даній роботі розрахунки дали змогу отримати числові значення температури кристалізації сплаву в залежності від вмісту бору, визначити температуру евтектичного перетворення γ-Fe+Fe2B та вміст бору в сплаві, при якому відбувається це перетворення. Використаний у даній роботі підхід робить можливим надання найбільш повного з термодинамічної точки зору опису процесу кристалізації та евтектичного перетворення. Отримані результати розрахунків досить добре узгоджуються з експериментальними даними.
Завантаження
Посилання
G.V. Samsonov, T.I. Serebryakova and V.A. Neronov, Бориды [Borides], (Moscow, Atomizdat, 1999), p. 220. (in Russian)
N.P. Lyakishev, Yu.L. Pliner and S.I. Lappo, Борсодержащие стали и сплавы [Boron- bearing steels and alloys] (Moscow, Metallurgiya, 1986), p. 191. (in Russian)
Yu.B. Kuzma, N.F. Chaban, Двойные и тройные системы, содержащие бор: Справочник [Boron-bearing binary and ternary systems], (Moscow, Metallurgiya, 1990), р. 317. (in Russian)
H. Okamoto, Journal of Phase Equilibria and Diffusion. 25(3), 297-298 (2004).
M. Palumbo, G. Cacciamani, E. Bosco and M. Baricco, Intermetallics. 11, 1293-1299 (2003).
N.P. Lyakishev, Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник [Phase Diagrams of Binary Metal Systems: Handbook], (Moscow, Mashinostroenie, 2001), p. 498. (in Russian)
A.E. Vol, Строение и свойства металлических систем [Structure and properties of binary metal systems], (Moscow, Gosudarstvennoe izdatelstvo Fiziko-matematicheskoy lIteraturyi, 1959), p. 856. (in Russian)
M. Hansen, K. Adderko Структура двойных сплавов [Structure of binary alloys], (Moscow, Gosudarstvennoe nauchno-tehnicheskoe izdatelstvo literatury po chernoy i tsvetnoy metallurgii, 1962), p. 354. (in Russian)
J. Kavulicova, D. Ivanova, J. Durisin, G. Sucik and M. Srobian, Kovove Mater. 44(3), 181-184 (2006).
M.B. Djurdjevic, S. Manasijevic, Z. Odanovic and N. Dolic, Advances in Materials Science and Engineering. 1, 1-8 (2013).
K. Gryc, B. Smetana, M. Tkadleckov, M. Žaludov, K. Michalek, L. Socha, J. Dobrovsk and K. Janiszewski, Metabk. 53(3), 295-298 (2014).
S.V. Tverdokhlebova, Vіsnyk Dnіpropetrovskogo nacіonalnogo unіversitetu. Serіja Fіzika. Radіoelektronіka. 14(12/1), 100 104 (2007).
E.V. Kalashnikov, Journal of Technical Physics. 67(4), 7-12 (1997). (in Russian)
V.A. Kozheurov Статиская термодинамика [Statistical thermodynamics], (Moscow, Metallurgiya, 1975), p. 175. (in Russian)
M.P. Shaskolskaya, Кристаллография [Crystallography], (Moscow, Vyisshaya shkola, 1984), p. 376. (in Russian)
L. Zhirifalko Статистическая физика твердого тела [Statistical Solid State Physics], (Moscow, Mir, 1975), p. 376. (in Russian)
T. van Rompaey et al, J. Alloys Compounds. 334, 173–181 (2002).
B. Halemans et al, Z. Metallkd. 85(10), 676–682 (1994).
V.V. Sychev Дифференциальные уравнения термодинаміки [Differential equations of thermodynamics], (Moscow, Vyisshaya shkola, 1991), p. 220. (in Russian)
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
