Науковий вісник НГУ

Вплив вмісту бору на тип твердого розчину в сплавах на залізній основі

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 2

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Фізика твердого тіла, збагачення корисних копалин

Останнє оновлення: 13 серпня 2013

Опубліковано: 12 листопада 2012

Перегляди: 9741

Автори:

Н.Ю. Філоненко, Державний заклад „Дніпропетровська медична академія“, асистент кафедри біофізики, м. Дніпропетровськ, Україна

О.С. Баскевич, кандидат фізико-математичних наук, Державний вищий навчальний заклад „Український державний хіміко-технологічний університет“, старший науковий співробітник науково-дослідної лабораторії хімії і технології порошкових матеріалів, м. Дніпропетровськ, Україна

В.В. Соболєв, доктор технічних наук, професор, Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет“, професор кафедри будівництва і геомеханіки, м. Дніпропетровськ, Україна

Реферат:

Мета. Мета роботи полягала в дослідженні впливу вмісту бору на параметр кристалічної ґратки й встановленні фізичних властивостей фериту в сплавах системи Fe-B-C. На основі квантово-механічних уявлень провести розрахунок енергії хімічного зв’язку між різними компонентами сплаву системи Fe-B-C, встановити ймовірність розміщення атомів бору у твердому розчині цих сплавів, та визначити, до якого типу твердого розчину бору (проникнення, заміщення) відносяться сплави системи Fe-B-C.

Матеріали та методика. У роботі використовували сплави із вмістом бору 0,0001–0,1 % (мас.) і вуглецю 0,005–0,5 % (мас.). Для дослідження властивостей отриманих сплавів використовували рентгеноструктурний і дюраметричний аналізи.

Результати. Для визначення позиції атомів бору в кристалічній гратці ?-заліза проведено квантово-механічні розрахунки й зроблено оцінку енергії хімічного зв’язку між атомами заліза, заліза та вуглецю, заліза та бору в різних його положеннях (проникнення і заміщення). Атоми бору в позиції проникнення в кристалічній гратці à-заліза мають більшу енергію зв’язку з атомами заліза в порівнянні з атомами вуглецю. Встановлено, що, якщо енергія зв’язку між атомами заліза й бору в позиції проникнення більша за енергію зв’язку між атомами заліза й вуглецю не менше, ніж на 10%, то у фериті можлива конкуренція між атомами бору та вуглецю.

Наукова новизна. Проведені аналізи показали, що існує екстремальна залежність зміни параметра кристалічної гратки фериту та мікротвердості від вмісту бору для системи Fe-B-С. При збільшенні вмісту бору в сплаві від 0,0003 до 0,003% (мас.) параметр кристалічної гратки фериту та мікротвердість зменшуються, а при вмісті бору в сплаві більше 0,003 % (мас.) – наведені параметри зростають.

Практична значимість. Встановлено, що бор може утворювати як повністю розчин одного типу (заміщення або проникнення) у à-залізі, так і розчин, в якому частина атомів знаходиться у вузлах кристалічної гратки, а частина проникає в міжвузля. Проведені дослідження показали, що можна керувати позицією бору та фізичними властивостями у твердому розчині à  – заліза сплавів системи Fe-B-C.

Список літератури / 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.

2012_4_filonenko
2013-08-13  631.03 KB  1833