Введение к работе
Актуальность темы. Наиболее распространенными жаропрочными конструкционными материалами, применяющимися в современной промышленности, являются сплавы на основе железа и кобальта (а также никеля) легированные хромом, ванадием и другими тугоплавкими элементами. Создание и использование таких жаропрочных сплавов сопряжено с определенными трудностями, так как при высоких температурах в процессе их длительной эксплуатации из твердого раствора могут образовываться интерметаллических фазы, существенным образом изменяющие их свойства. Особенно нежелательно образование в таких сплавах ст-фазы, обладающей очень высокой твердостью и хрупкостью. Вследствие этого изучение физико-механических свойств, условий и границ реализации ст-фаэ в многокомпонентных сплавах на основе железа и кобальта представляет значительный интерес для металлургии. Весьма важным и полезным в этом случае оказывается определение фазовых границ с применением термодинамических расчетов, так как экспериментальное исследование фазовых равновесий с участием ст-фаз затруднено из-за медленного их установления, особенно при сравнительно невысоких температурах.
Цель работы. Целью настоящей работы явилось: экспериментальное определение фазовых равновесий с участием а-фазы в тройных системах Co-Cr-V, Co-Fe-V, Cr-Fe-V при 1423 К; выяснение возможности расчета фазовых равновесий в указанных тройных системах и в системе Со-Cr-Fe без привлечения результатов экспериментального исследования этих систем; термодинамическое моделирование фазовых равновесий с участием а-фазы в тройных системах Co-Cr-Fe, Co--Cr-V, Co-Fe-V и Cr-Fe-V.
Научная новизна работы. Комплексом методов физико-химического анализа определены фазовые равновесия в следующих тройных системах Co-Fe-V, Cr-Fe-V, Co-Сі -V при температуре 1423 К. Фазовые равновесия в системе Co-Cr-V изучены впервые. Определены области гомогенности о-фаз во всех указанных системах. Рассчитаны фазовые равновесия в системах Co-Cr-V, Co-Fe-V, Cr-Fe-V, Co-Cr-Fe с привлечением но-
вых модельных описаний ограничивающих двойных систем. Показано влияние точности экспериментально определенных значений термодинамических свойств сплавов двойных систем на результаты расчета диаграмм состояний тройных систем.
Практическая ценность работы. Сведения о фазовых равновесиях в тройных системах Co-Cr-V, Co-Fe-V, Cr-Fe-V, полученные в настоящей работе, могут служить справочным материалом для исследователей, работающих в области материаловедения, а также руководством для целенаправленной разработки сплавов, обладающих определенным набором физико-механический свойств. Параметры моделей фаз, реализующихся в системе Co-V и в тройных системах Co-Cr-V, Co-Fe-V, Cr-Fe-V, Со-Cr-Fe, полученные в результате термодинамического моделирования, могут быть применены для расчета фазовых равновесий в многокомпонентных системах.
На защиту выносятся:
-строение изотермических сечений диаграмм состояния тройных систем Co-Cr-V, Co-Fe-V, Cr-Fe-V во всей области составов при температуре 1423 К;
-результаты термодинамического моделирования фаз в системе Co-V;
-результаты расчета диаграмм состояний тройных систем, образованных кобальтом, хромом, железом и ванадием, полученные с применением модельного описания фаз ограничивающих двойных систем.
Апробация работы и публикации. Основные результаты работы доложены на международной научно-технической конференции "Проблемы и перспективы развития науки и техники в области механики, геофизики, нефти, газа, энергетики и химии Казахстана" (Актау, 22-24 мая, 1996 г.) и опубликованы в двух статьях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной и расчетной части, обсуждения результатов, выводов и списка литературы ( наименований). Работа содержит 465 страниц текста, 79 рисунков и 16 таблиц.