Термодинамічні властивості рідких сплавів міді та заліза з хромом, кобальтом та нікелем - Автореферат

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту УкраїниНауковий керівник доктор хімічних наук, професор Турчанін Михайло Анатолійович, Донбаська державна машинобудівна академія, професор кафедри технології та обладнання ливарного виробництва. Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор Казіміров Володимир Петрович, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, професор кафедри фізичної хімії; Захист відбудеться ”20” червня 2011 р. о 14 г. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.001.03 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 01601, м. З дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 01601, м.Крім того, характер взаємодії компонентів у рідині та фазових рівноваг за її участю в багатокомпонентних системах на основі міді та заліза представляє окремий інтерес для низки найважливіших технологічних металургійних процесів, таких як пірометалургія кольорових металів, регенерація металів із вторинних сировинних джерел, зварювання виробів із мідних сплавів та сталі, запобігання утворенню гарячих тріщин при прокатуванні сталі. Незважаючи на це в літературі практично відсутня інформація щодо термодинамічних властивостей трикомпонентних рідких сплавів систем Cu-Fe-Cr, Cu-Fe-Co, Cu-Fe-Ni, що робить неможливим кількісний опис температурно-концентраційних меж фазових перетворень за їх участю. Тема дисертації є складовою частиною науково-дослідних робіт, які проводилися у лабораторії фізико-хімічних властивостей металевих розплавів Донбаської державної машинобудівної академії (ДДМА), та фінансувалися за рахунок коштів державного бюджету: «Термодинамічне дослідження багатокомпонентних розплавів і моделювання їх обємної аморфізації» (2006-2008 гг., номер державної реєстрації 0106U001621); «Термодинамічне дослідження розплавів на основі міді і заліза та моделювання метастабільних фазових перетворень в них» (2009-2011 гг., номер державної реєстрації 0109U002665); «Фізико-хімічні основи створення сплавів з макронеоднорідною литою структурою» (2009-2014 гг., номер державної реєстрації 0109U007788). Для досягнення мети було розвязано ряд задач, основними з яких були: калориметричне дослідження концентраційної залежності ентальпії змішування розплавів вказаних трикомпонентних систем при 1873 К; дослідження мікроструктури, складу, кристалічної структури фаз і температур фазових перетворень у сплавах системи Cu-Fe-Cr; термодинамічний опис систем на основі оптимізації даних про термодинамічні властивості фаз і фазові перетворення, розрахунок діаграм стану трикомпонентних систем; моделювання температурно-концентраційних меж перетворень за участю рівноважних та переохолоджених розплавів, теоретична оцінка умов отримання сплавів з особливими типами структур і меж існування пересичених твердих розчинів; вивчення характеру температурно-концентраційної залежності термодинамічних властивостей розплавів розглянутих систем і встановлення його звязку зі схильністю рідких сплавів до розшарування; порівняльний аналіз зміни термодинамічних властивостей розплавів в ряду розглянутих систем. в рамках CALPHAD-методу виконані нові термодинамічні описи систем Fe-Co, Cu-Fe-(Cr, Co, Ni) і розраховані відповідні діаграми стану, в рамках яких вдалося поліпшити опис термодинамічних властивостей фаз системи Fe-Co, вперше спрогнозувати фазові рівноваги у високотемпературній частині діаграми стану системи Cu-Fe-Cr, поліпшити опис температурно-концентраційних меж фазових перетворень в системі Cu-Fe-Co і дати нову інтерпретацію експериментальним даним про перетворення за участю розшарованої ?(Cu,Fe,Ni)-фази в системі Cu-Fe-Ni;Відзначено, що ентальпії змішування рідких сплавів систем не досліджені; фазові рівноваги в системі Cu-Fe-Cr досліджені не в повній мірі; інтерпретація фазових рівноваг в системі Cu-Fe-Ni потребує уточнення. Темна область сплаву є матрицею на основі заліза та хрому ((Fe,Cr)-фаза), в якій присутні світлі включення фази з високим вмістом міді ((Cu)-фаза); світла область є (Cu)-фазою, що містить дендрити (Fe,Cr)-фази. В мікроструктурі сплаву Cu13,3Fe39,8Cr46,6спостерігається ліквована матриця, утворена (Fe,Cr)-фазою, з включеннями (Cu)-фази. Співставлення даних РФА з результатами ЛРСА дозволило зробити висновок про те, що всі сплави є двохфазними і складаються з (Fe,Cr)-фази (ОЦК фази на основі заліза і хрому) та (Cu)-фази (ГЦК фаза на основі міді). Максимальна розчинність міді в ?(Fe,Cr)-фазі спостерігається в граничній системі Cu-Fe при температурі перитектичної реакції р1 1760 K; заліза та хрому в ?(Cu)-фазі - у відповідній двокомпонентній системі при температурах перитектичної р2 1368 K та евтектичної е2 1350 K реакції; хрому в ?(Fe)-фазі - при температурі інваріантної реакції U2 1362 K перехідного типу Р(Cu) g(Fe) ?(Fe,Cr) g(Cu).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ