Влияние содержания бора на тип твердого раствора в сплавах на основе железа

Рейтинг:   / 4
ПлохоОтлично 

Авторы:

Н.Ю. Филоненко, Государственное заведение „Днепропетровская медицинская академия“, ассистент кафедры биофизики, г. Днепропетровск, Украина

А.С. Баскевич, кандидат физико-математических наук, Государственное высшее учебное заведение „Украинский государственный химико-технологический университет“, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории химии и технологии порошковых материалов, г. Днепропетровск, Украина

В.В. Соболев, доктор технических наук, профессор, Государственное высшее учебное заведение „Национальный горный университет“, профессор кафедры строительства и геомеханики, г. Днепропетровск, Украина

Реферат:

Цель. Цель работы заключалась в исследовании влияния содержания бора на параметр кристаллической решетки и физические свойства феррита в сплавах системы Fe-B-C. На основе квантово-механических представлений провести расчет энергии химической связи между различными компонентами сплава системы Fe-B-C и определить вероятность размещения атомов бора в твердом растворе этих сплавов, установить, к какому типу твердого раствора бора (внедрение, замещение) относятся сплавы системы Fe-B-C.

Материалы и методика. В работе использовали сплавы с содержанием бора 0,0001–0,1% (мас.) и углерода 0,005–0,5 % (мас.). Для исследования свойств полученных сплавов использовали рентгеноструктурный и дюраметрический анализы.

Результаты. Для определения позиции атомов бора в кристаллической решетке ?-железа с помощью квантово-механических расчетов провели оценку энергии химической связи между атомами железа, железа и углерода, железа и бора в различных его положениях (внедрения и замещения). Атомы бора в позиции внедрения в кристаллической решетке ?-железа имеют большую энергию связи с атомами железа, чем атомы углерода. Установлено, что, если энергия связи между атомами железа и бора в позиции внедрения больше энергии связи между атомами железа и углерода не менее чем на 10%, то в феррите возможна конкуренция между атомами бора и углерода.

Научная новизна. Проведенные анализы показали, что существует экстремальная зависимость изменения параметра кристаллической решетки феррита и микротвердости от содержания бора для системы Fe-B-С. При увеличении содержания бора в сплаве от 0,0003 до 0,003 % (мас.) параметр кристаллической решетки феррита и микротвердость уменьшаются, а при увеличении содержания бора в сплаве более 0,003 % (мас.) – приведенные параметры возрастают.

Практическая значимость. Установлено, что бор может образовывать как полностью раствор одного типа (замещения или внедрения) в ?-железе, так и раствор, в котором часть атомов находится в узлах кристаллической решетки, а часть внедряется в междоузлия. Проведенные исследования показали, что возможно управлять позицией бора и физическими свойствами в твердом растворе ?-железа системы Fe-B-C.

Список литературы / References

1. Научные и технологические основы микро-легирования стали / [В.Л. Пилюшенко, В.А. Вихлевщук, А.М. Поживанов и др.] – М.: Металлургия, 1994. – 384 с.
Pilyushenko, V.L., Vihlevschuk, V.A. and Pozhivanov, A.M., (1994), “Scientific and technological bases of microalloying steel”, Metallurgiya, Moscow, 384 p.

2. Гаврилова В.Г. О типе растворения бора в аустените и его взаимодействие с дислокациями / В.Г. Гаврилова, И.Ф. Ткаченко, А.В. Белосточный // Металознавство та термічна обробка металів. – 1999. – №4. – С. 56–58.
Gavrilova, V.G., Tkachenko, I.F. and Belostoch-ny, A.V. (1999), “About the type of dissolved boron in the austenite and its interaction with dislocations”, Metaloznavstvo ta termіchna obrobka metalіv, no.4, pp. 56–58.

3. Парусов В.В. Прокат из борсодержащих сталей для высокопрочных крепежных изделий / В.В. Парусов, О.В. Парусов, А.Б. Сычков – Днепропетровск: Арт-Пресс, 2010. – 160 с.
Parusov, V.V., Parusov, O.V. and Sychkov, A.B. (2010), Prokat is borsoderzhashchikh staley dlya vysokoprochnykh krepezhnykh izdeliy [Rolled Metal of Boron Steels for High-Strength Hardware], Art-Press, Dnepropetrovsk, Ukraine.

4. Нестеренко А.М. Размерно-геометрические аспекты легирования стали бором и медью / А.М. Нестеренко, А.Б. Сычко // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2004. – №5. – С. 61–63.
Nesterenko, A.M. and Sychko, A.B. (2004), “Volume-geometric factor of the doping steel with boron and cooper”, Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov, no.5, pp. 61–63.

5. Філоненко Н.Ю. Утворення твердих розчинів впровадження-заміщення в борвмісних сплавах / Н.Ю. Філоненко, І.М. Спиридонова // Фізика та хімія твердого тіла. – 2009. – Т.10. – №3. – С. 609–612.
Filonenko, N.Yu. and Spiridonova I.M. (2009), “Formation of solid solution and substitution of boron alloys steel”, Fizyka i khimia tverdoho tila, Vol.10, no. 3, pp. 609–612.

6. Пивняк Г.Г. Устойчивость углеродосодержащих фаз в углях при прохождении слабого електрического поля / Г.Г. Пивняк, В.В. Соболев, A.С. Баскевич // Доп. НАН України. – 2012. – №2. – С. 107–113.
Pivnyak, G.G., Sobolev, V.V. and Baskevich, A.S. (2012), “Stability of carbon-bearing phase in coal on the passage of weak electric current”, Reports Academy of Science of Ukraine, no.2, pp. 107–113.

7. Sobolev, V., Bilan, N., Fillipov А. and Baskevich, A. (2011), “Electric stimulation of reaction in coal”, Technical and Geoinformational system in mining. – Taylor&Francis Group, London: CRC Press,
pp. 125–129.

8. Устойчивость наноструктуры каменного угля при воздействии электрического тока / В.В. Соболев, А.С. Баскевич, Н.В. Билан, А.О. Филиппов // Науковий вісник Національного гірничого університету. – Дніпропетровськ, 2011. – №6 (126). – С. 80–84.
Sobolev, V.V., Baskevich, A.S., Bilan, N.V. and Filippov, A.O. (2011), “Resistence of the coal nanostructure to the electric current influence”, Naukovyi visnyk Natsionalnoho hirnychoho universytetu, no.6 (126), pp. 80–84.

Files:
2012_4_filonenko
Date 2013-08-13 Filesize 631.03 KB Download 1095

Посетители

3697042
Сегодня
За месяц
Всего
342
22668
3697042

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная Архив журнала по разделам Физические процессы Влияние содержания бора на тип твердого раствора в сплавах на основе железа