Розчинність бору та карбону в фериті сплавів системи Fe-B-C

Анотація

Дослідження проводили на сплавах системи Fe-В-С з вмістом карбону 0,0001-0,01 % (мас.) і бору 0,0001-0,01 % (мас.), інше – залізо. Для визначення структурного стану сплавів використовували мікроструктурний, мікрорентгеноспектральний та рентгеноструктурний аналізи. Визначено рівень мікронапружень, щільність дислокацій та коерцитивна сила фериту та показано, що зі збільшенням вмісту бору в сплаві дефектність структури зростає. Отримані результати дозволяють висунути припущення, що атоми бору в твердому розчині α-заліза в залежності від вмісту бору займають позиції проникнення-заміщення. В даній роботі експериментально показано, що при кімнатній температурі межа розчинності бору та карбону в фериті складає 0,00012 % (мас.) та 0,006 % (мас.). При подальшому збільшенні вмісту бору та карбону відбувається утворення наступних фаз Fe₂B, Fe₃(CB), Fe₂₃(CB)₆. В роботі вперше з застосуванням квазіхімічного методу отримано залежність вільної енергії твердого розчину на основі α-заліза від температури та визначено межу розчинності карбону та бору. Максимальна масова частка карбону може складати до 0,016 % (мас.), а бору до 0,00025 % (мас.). При кімнатній температурі межа розчинності бору в фериті складає 0,0001 % (мас.), а карбону 0,004 % (мас.). Розраховані числові значення розчинності бору та карбону в фериті сплавів системи Fe-B-С мають менші числові значення ніж за експериментальними результатами. Це можна пояснити тим, що атоми бору більш активно взаємодіє з дефектами структури ніж атоми карбону. Зі збільшенням температури розчинність карбону та бору в даній фазі зростає.