Физико-химические свойства сплавов железо-ниобий, железо-ниобий-кремний и железо-ниобий-алюминий

• Автор: Корчемкина, Надежда Васильевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Диаграммы состояния металлических систем, исследованных

в данной работе

1.1.1. Система БеЫЬ.

1.1.2. Система ЕеЫЬБ1

1.1.3. Система ЕеЫЬА1

1.2. Сведения о физикохимических свойствах сплавов БеЫЬ

1.3. Свойства сплавов ЕеЫЬБ1 и ЕеА1.

1.4. Выводы и задачи исследования

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ.
2.1. Определение кинематической вязкости металлических
расплавов.
2.2. Определение температур ликвидуса 1ь и солидуса ре сплавов
при измерении вязкости методом Е.Г.Швидковского
2.3. Измерение плотности и поверхностного натяжения
2.4. Изучение окисления металлических расплавов
2.5. Создание контролируемой атмосферы при проведении экспериментов.
2.6. Аттестация материалов и приготовление образцов
Выводы.
3. СВОЙСТВА СПЛАВОВ ЕеЫЬ
3.1. Вязкость и температуры ликвидуса и солидуса в системе ЕеЫЬ
3.1.1. Результаты измерения и сплавов ЕеИЬ
3.1.2. Особенности температурной зависимости кинематической вязкости чистого железа.
3.1.3. Вязкость расплавов Ре1ЧЬ
3.2. Плотность жидкого железа и расплавов РеЫЬ.
3.3. Поверхностное натяжение железа и расплавов РеЫЬ. Влияние кислорода.
3.4. Окисление расплавов РеМ на воздухе.
3.5. Энтальпии смешения расплавов РеЫЬ.
Выводы
4. СВОЙСТВА СПЛАВОВ Ре1Л и РеИЬА1.
4.1. Выбор составов для исследования тройных систем.
4.2. Вязкость, II и сплавов РеЫЬБ
4.3. Плотность и поверхностное натяжение расплавов РеМЬ
4.4. Окисление расплавов РеЫЬ на воздухе
4.5. Вязкость, и сплавов РеЫЬА1.
4.6. Плотность и поверхностное натяжение расплавов РеЫЬА1
4.7. Окисление расплавов РеА1 на воздухе
4.8. Энтальпии смешения расплавов РсМЬ и РсМА1.
4.9. Оценка влияния кремния и алюминия на свойства феррониобия
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В настоящей работе для систем РеЫЬ, РеЫЬБ и РеЫЬА1 установлены значения и выполнены измерения вязкости, плотности, поверхностного натяжения, изучены кинетические закономерности окисления жидких сплавов на воздухе, по эмпирическим и модельным уравнениям рассчитаны энтальпии смешения расплавов, сделана оценка влияния кремния и алюминия на свойства феррониобия. В работе при. Кинематическую вязкость измеряли методом затухающих крутильных колебаний цилиндрического тигля. В ходе эксперимента по визкозиметрии определены границы двухфазной области твердоежидкое и б сплавов бинарной системы РеЫЬ и тройных систем РеМЬ и РеА1. Эксперименты проведены в контролируемой атмосфере специально очищенный гелий или водород, полученный разложением гидрида титана. Плотность и поверхностное натяжение изучали методом лежащей капли в интервале температур от ликвидуса до С, проанализировано влияние кислорода на величину поверхностного натяжения в системе РеЫЬ. Процесе окисления расплавов РеЫЬ, БеМЬБ и БеМЬА на воздухе изучали термогравиметрическим методом с последующим рентгеновским и ИКспектрографическим анализом оксидной фазы. Российской академии наук. Работа была поддержана Российским фондом фундаментальных исследований грант 3Урал и грантом Ведущие научные школы 0. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на 1 международной и Всесоюзных и Российских научных конференциях. В составе коллектива авторов получено авторское свидетельство 6 СССР Сплав для микролегированной стали опубликовано в БИ, , 5, с. Автор благодарен доктору технических наук, академику Н. А.Ватолину за научное руководство, помощь и поддержку в организации исследований и в работе над диссертацией, а также доктору технических наук В. И.Жучкову и доктору химических наук К. Ю.Шуняеву за полезные консультации и помощь в обсуждении результатов. Автор признателен кандидату химических наук Л. А.Овчинниковой за выполнение рентгенофазового анализа. Диаграмма состояния системы на протяжении многих лет вызывает пристальный интерес исследователей, се экспериментальному изучению посвящен целый ряд работ 2. На рис. Первоначально предполагалось, что фаза является соединением 53 4 или 32 2, 3, 5, однако в работе 6 было установлено, что это химическое соединение отвечает составу 2 и относится к фазам Лавеса с решеткой типа 2. В году i . По данным 8 в системе существуют три эвтектики, ефаза 2, названная автором р, а также фазы о 2ii9 и ц ат. В богатой ниобием области предполагается возможность образования высокотемпературного соединения х ат. Для 2 установлена более широкая, чем в 7, область гомогенности от до ат. Результаты работы 8 и более поздних исследований, в том числе А. Дробышсва В. Н. и Резухиной Т. Н. , обобщены Кубашевски О. Построенная им диаграмма состояния представлена на рис. Система характеризуется наличием трех эвтектик и четырех интерметаллических фаз 2, 2i9 или 6, 23 и x . Граница фазы 2 со стороны, богатой железом ат. В работах 9, установлено, что фаза 2ii9 является фазой типа 67. П. бес. Ре ыь. Рис. Рис. Н 2 вС
а 2 пзгс
с
Рис. Диаграмма состояния РеИЬ по данным
Ре НЬ. Рис. А. 9, эту фазу не обнаружил. В справочнике , вышедшем в году, приведена диаграмма рис. На этой диаграмме только два интерметаллических соединения ефаза 2 и фаза 2ii9 или 76. Третья эвтектика имеет температуру С и находится при ат. С. Авторы отмечают, что в части диаграммы , богатой ниобием сохраняется значительная неопределенность результатов. В работах . ДТА и электронного микрозонда. Особенно подробно изучена область концентраций от до ат. Диаграмма , построенная авторами ,, представлена на рис. В системе выявлено только одно конгруэнтно плавящееся соединение 2 ефаза с областью гомогенности ат. Установлено, что фаза 2i9 образуется в результате перитектического превращения при С в интервале составов ат. Фаза 23 является метастабилыюй и существует при С, соединение не обнаружено. Сравнительный анализ диаграмм состояния системы , полученных разными авторами рис. Неоднозначность литературных данных при содержании ниобия в сплавах более ат.