Термодинамическое исследование расплавов на основе меди и железа и моделирование метастабильных фазовых превращений в них
2009–2011 гг. «Термодинамическое исследование расплавов на основе меди и железа и моделирование метастабильных фазовых превращений в них»
Номер госрегистрации 0109U002665
Руководитель д.х.н., проф. Турчанин М.А.
Ответственный исполнитель к.х.н., ст.преп. Абдулов А.Р.
Исполнители к.х.н., ст.преп. Агравал П.Г., к.х.н., асс. Древаль Л.А., инж. Несчетный В.М., инж. Мирошниченко Ю.Н., инж. Онищенко И.А., инж. Терентьева А.В.
РЕФЕРАТ
Отчет содержит 278 страниц, 121 ссылку, 109 рисунков, 24 таблицы и 6 приложений
Целью настоящей работы являлись: исследование термодинамических свойств расплавов многокомпонентных систем, демонстрирующих тенденцию к расслоению в равновесном или переохлажденном состоянии; определение характера взаимодействия их компонентов; установление условий, в которых вследствие равновесной кристаллизации или метастабильной кристаллизации переохлажденных сплавов, возможно формирование природных композиционных материалов, а именно, сплавов с дисперсно-капельной или сердцевинной структурой; количественное термодинамическое описание расслоения жидких сплавов; установление фундаментальных закономерностей, позволяющих проводить направленный поиск новых систем и составов для получения этого класса материалов.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: изучены энтальпии смешения расплавов систем Cu–Fe–V, Cu–Fe–Cr, Cu–Fe–Co, Cu–Fe–Ni методом высокотемпературной изопериболической калориметрии; методами локального рентгеноспектрального анализа и рентгенофазового анализа изучены микроструктуры, состав фаз и кристаллическое строение сплавов; выполнено моделирование концентрационной зависимости энтальпии смешения расплавов систем Cu–Fe–V, Cu–Fe–Cr, Cu–Fe–Co, Cu–Fe–Ni в рамках математических моделей; проведено термодинамическое описание двойной системы Fe–Со, и тройных систем Cu–Fe–V, Cu–Fe–Cr, Cu–Fe–Co, Cu–Fe–Ni с использованием CALPHAD метода; выполнен расчет метастабильных превращений с участием переохлажденных расплавов систем Cu–Fe–V, Cu–Fe–Cr, Cu–Fe–Co, Cu–Fe–Ni.
Выполнена теоретическая оценка концентрационных областей получения сплавов с особыми типами структур и температурно-концентрационных границ образования пересыщенных твердых растворов при закалке из жидкости.
В рамках полученных термодинамических описаний тройных систем рассчитаны термодинамические функции смешения расплавов во всей концентрационной области. Показано, что в исследованных системах определяющую роль играют парные взаимодействия между компонентами, а вклад тройного взаимодействия является небольшим и не определяет характера отклонений функций смешения от идеальности.
СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ МЕДИ И ЖЕЛЕЗА, ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ИЗОПЕРИБОЛИЧЕСКАЯ КАЛОРИМЕТРИЯ, ЭНТАЛЬПИИ СМЕШЕНИЯ, ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ, ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФАЗ, МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ РАСПЛАВЫ, ПЕРЕХОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ, ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ, МЕТАСТАБИЛЬНЫЕ ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ, СПЛАВЫ С СЕРДЦЕВИННОЙ СТРУКТУРОЙ, СПЛАВЫ С ДИСПЕРСНО-КАПЕЛЬНОЙ СТРУКТУРОЙ
Содержание отчета