Совместное легирование никеля рением и переходными металлами V - VI групп (1105746), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Графы четырёхкомпонентной системы Ni-Re-V-Nb при 1375 К: а) суммарныйграф с предполагаемыми четырёхфазными равновесиями (закрашенными кружкамиотмеченыцентрыграфовчетырёхфазныхравновесий);б)графвзаимосвязичетырёхфазных равновесий в предположении отсутствия непроецирующихся двухфазныхравновесий.По существу, непроецирующееся равновесие α+β+γ делит четверную изотерму надве части (рисунок 3.2).

В одной части расположены равновесия на основе фаз системыNi-Nb-V, а в другой части – равновесияс участием фаз, появившихся в результате62введения рения в систему. Имеет смысл разделить суммарный граф на два подграфа поравновесию α+β+γ и продолжить анализ каждого подграфа в отдельности, как показано нарисунке 3.3 а,б. Ранее такое разделение применялось при исследовании изотермическихсечений диаграмм фазовых равновесий трёхкомпонентных систем и получило название«триангуляции». Формально, и в этих подграфах необходимо проверять существованиенепроецирующихся двухфазных равновесий. Однако после разделения суммарного графана два подграфа таких равновесий остаётся всего шесть вместо пятнадцати.б)а)Рисунок 3.3.

Подграфы системы Ni-Re-V-Nb при 1375 К: а) подграф на основе трёхфазныхравновесийсистемыNi-V-Nb;б)подграфнаосноветрёхфазныхравновесий,появляющихся при введение Re в систему Ni-V-Nb.Из литературных данных следует, что экспериментальную проверку подграфа сфазами системы Ni-V-Nb (рисунок 3.3, а) можно не проводить. Изоморфный остаточныйграф уже встречался при исследовании системы Ni-Nb-V-W [21] и был экспериментальноразложен на три графа четырёхфазных равновесий σ+λ+β+γ, α+λ+β+γ и α+λ+μ+β. Такимобразом, неизвестные двухфазные равновесия в этом подграфе отсутствуют.Что касается второго подграфа, то в нём необходимо проверить наличие всего трёхдвухфазных равновесий α+σ' и σ'+χ или γ+χ.Для проверки указанных двухфазных равновесий были синтезированы сплавы,составы которых намечались по методике, представленной в разделе 2.1.

Результатыэкспериментальных исследований представлены на рисунке 3.4 и в таблице 3.1. Былоустановлено существование равновесий α+σ' (сплавы №№ 3, 4, 5, 6, 7) и σ'+χ (сплавы №№3, 4, 7, 12, 13). Кроме того, установлено существование трёх непроецирующихсятрёхфазных равновесий α+λ+β (рисунок 3.4 а, б, з), α+σ'+χ (рисунок 3.4 в, г), α+σ'+β(рисунок 3.4 д, е) и одного четырёхфазного равновесия σ'+α+β+χ (рисунок 3.4 ж),подтверждающих вариант разложения, представленный на рисунке 3.5 б.63а)б)в)г)д)е)ж)з)Рисунок 3.4. Микроструктура сплавов системы Ni-Re-V-Nb: а) № 1, б) № 2, в) № 3, г) № 4,д) № 5, е) № 6, ж) № 7, з) № 14.64Таблица 3.1. Концентрация элементов в сплавах и фазах, фазовый состав сплавов системыNiв сплаве1.в фазахв сплаве2.в фазахв сплаве3.в фазахв сплаве4.в сплаве5.в фазахв сплавев фазахNb72,50,225,3TiAl34,843,3 37,0 14,9βW47,97,2MgCu2, MgZn2Параметрыячейки, нм2,012,5 32,446,5 14,8 22,8 15,973,70,05,720,6TiAl33,141,3 52,33,3βW51,51,619,3 27,6MgCu2, MgZn2αTiAl316,7 61,69,973,611,2 14,21,011,819,2 55,4 21,73,7σ'Cr0,49Fe0,518,011,7χα-MnαTiAl371,68,7a = 3,684 (2),c = 7,505 (3)a = 9,571 (2),c = 4,956 (2)15,5 62,0 12,2 10,30,010,4 15,018,0 58,2 22,51,3σ'Cr0,49Fe0,510,015,8χα-Mn77,17,150,4 16,4 12,8 20,471,80,03,025,2TiAl35,452,6 38,73,3βW5,458,7 26,09,9σ'Cr0,49Fe0,5119,9 53,1 10,5 16,51,426,4TiAl34,852,7 35,76,8βW6,667,416,6σ'Cr0,49Fe0,5172,2 0,006.VСтруктурный тип41,6 14,1 16,7 27,674,6в фазахReсоставКонцентрация элементов, ат.

%Фазовый№ сплаваNi-Re-V-Nb при 1375 К.9,4a = 3,681 (2),c = 7,687 (9)a = 3,069 (2)a = 9,523 (1)c = 5,006 (1)65Niв сплаве7.в фазах8.в фазахв сплаве9.в фазахв сплаве10.в фазахв сплаве11.в фазахв сплаве12.в фазахв сплаве13.в фазахв сплаве14.в фазахVNbСтруктурный типПараметрыячейки, нм21,8 55,8 13,58,91,359,8 38,90,0βWa = 3,184 (2)3,075,08,413,6α-Mna = 9,563 (3)13,7 63,2 18,54,6σ'Cr0,49Fe0,5111,4 14,4TiAl3a = 9,525 (2),c = 5,0088 (3)a = 3,662 (9)72,3в сплавеReсоставКонцентрация элементов, ат.

%Фазовыйсплава№Продолжение таблицы 3.1.1,940,9 35,14,919,171,00,76,122,2TiAl36,174,62,716,6α-Mn37,46,318,4 37,937,37,218,6 36,9MgCu2, MgZn26,335,5 34,6 23,6βW28,01,1μW6Fe714,9 56,019,4 40,1 16,0 24,52,651,2 18,8 27,4βW5,864,28,921,1α-Mn68,41,32,727,6TiAl337,6 28,75,128,61,62,757,9 37,8βW7,664,24,823,4α-Mn69,00,82,527,7TiAl320,4 58,0 15,46,215,1 63,9 16,94,1σ'Cr0,49Fe0,515,67,912,4α-Mn18,5 57,0 14,89,719,8 55,0 21,04,2σ'Cr0,49Fe0,514,214,8α-Mn1,1βW74,173,57,548,6 13,5 25,8 12,14,638,4 55,959,90,015,4 24,7MgCu2, MgZn274,20,010,7 15,1TiAl366Niв сплаве15.в фазахв сплаве16.VNbв фазах1,943,4 37,7 17,0βW37,77,816,6 37,9MgCu2, MgZn228,42,013,7 55,9μW6Fe74,0ReMg21,2 56,0Подграф,Параметрыячейки, нм9,1 13,74,476,34,514,8α-Mn69,21,210,9 18,7TiAl37,3βW25,9 31,4 26,2 16,54,5 49,1 39,1в фазахСтруктурный тип28,3 17,9 22,6 31,215,2 62,8 18,0в сплаве17.ReсоставКонцентрация элементов, ат.

%Фазовый№ сплаваОкончание таблицы 3.1.71,00,02,126,9TiAl345,88,510,2 35,5μW6Fe7требующийэкспериментальнойпроверки,разлагаетсяна5четырёхфазных равновесий: α+'+β+γ, σ'+α+β+χ, σ'+Re+β+χ, α+Re+σ'+χ, σ'+α+Re+γ(рисунок 3.5 а). Таким образом, в системе существует 8 четырёхфазных равновесий,представленных на рисунке 3.5 б.а)б)Рисунок 3.5. Графы системы Ni-Re-V-Nb при 1375 К после экспериментальной проверки:а) подграф на основе трёхфазных равновесий, появляющихся при введении рения всистему Ni-V-Nb, с установленными непроецирующимися двухфазными равновесиями; б)граф взаимосвязи четырёхфазных равновесий.672.

Система Ni-Re-V-TaВ тройных системах, изотермы которых ограняют четырёхкомпонентную системуNi-Re-V-Ta при 1375 К (рисунки 1.15, 1.17, 1.26, 1.28), существуют 11 фаз: γNi, βTa,V, Re, α,μ, χ, σ, σ', λ, Ni2Ta и NiTa2. Следовательно, суммарный граф содержит 11 вершин (рисунок3.6).Рисунок 3.6. Суммарный графизотермическогосечениядиаграммы фазовых равновесийчетырёхкомпонентнойсистемыNi-Re-V-Ta при 1375 К.Трёхфазные равновесия α+Ni2Ta+ и NiTa2+β+ рекомбинируют и не принимаютучастия в образовании четырёхфазных равновесий. При анализе остаточного графа(рисунок3.7 а)даннойсистемыбылообнаруженосходстворавновесий,устанавливающихся между фазами α, γ, Re, χ, σ', βTa,V данной системы (рисунок 3.7 б) исистемы Ni-Re-V-Nb, рассмотренной выше (рисунок 3.3 б).

Это указывает насуществование таких же непроецирующихся двухфазных равновесий α+σ' и σ'+χ (рисунок3.5 б, 3.7 в). В этом случае в системе Ni-Re-V-Ta при 1375 К реализуются те жечетырёхфазные равновесия α+'+β+γ, σ'+Re+β+χ, σ'+α+β+χ, σ'+α+Re+γ, α+Re+σ'+χ, что и всистеме Ni-Re-V-Nb.Второй подграф системы на основе фаз γ, α, μ, λ, β Ta,V, σ (рисунок 3.7 г) можноформально разложить на 3 правильных графа четырёхфазных равновесий α+λ+β+,+β++σ и +α+β+γ. Подтверждением такой полиэдрации могло бы служить наличиетрёхфазных равновесий +β+ и +α+β, отсутствующих на изотермических сеченияхдиаграмм фазовых равновесий трёхкомпонентных систем.

Наличие же двухфазныхравновесий γ+, γ+, σ+ в четырёхкомпонентной системе Ni-Re-V-Ta при 1375 Кпредполагало бы другой набор четырёхфазных равновесий для этой системы.68а)б)в)г)Рисунок 3.7. Графы четырёхкомпонентной системы Ni-Re-V-Ta при 1375 К: а) остаточныйграф; б) подграф на основе фаз α, γ, Re, χ, σ', βTa,V; в) подграф на основе фаз α, γ, Re, χ, σ',βTa,V с нанесёнными непроецирующимися двухфазными равновесиями; г) подграф наоснове фаз γ, α, μ, λ, βTa,V, σ с отмеченными четырёхфазными равновесиями.Экспериментальная проверка указала на существование непроецирующихсятрёхфазныхравновесий+β+(рисунок3.8 а,б),+α+β(рисунок3.8 г)инепроецирующихся двухфазных равновесий α+σ’ (рисунок 3.8 д, е) и σ'+χ (рисунок 3.8 в,д, е) (таблица 3.2).

Кроме того, были определены непроецирующиеся трёхфазноеравновесие σ'+Re+χ (рисунок 3.8 в) и два четырёхфазных равновесия α+σ'+β+χ (рисунок3.8 д), α+σ'+Re+χ (рисунок 3.8 е). Таким образом, в системе установлено существованиевосьми четырёхфазных равновесий (рисунок 3.9).69а)б)в)г)д)е)Рисунок 3.8. Микроструктура сплавов системы Ni-Re-V-Ta: а) № 1, б) № 2, в) № 3, г) № 4,д) № 5, е) № 6.Рисунок 3.9. Граф взаимосвязи четырёхфазныхравновесий четырёхкомпонентной системы NiRe-V-Ta при 1375 К.70Таблица 3.2.

Концентрация элементов в сплавах и фазах, фазовый состав сплавов системыNiв сплавев фазах1,546,8в сплаве2.в фазахв сплаве3.в фазахв сплаве4.в фазахв сплаве5.в фазахв сплаве6.в фазахVTaСтруктурный типПараметрыячейки, нм43,1 10,3 22,6 24,071,61.ReсоставКонцентрация элементов, ат. %Фазовый№ сплаваNi-Re-V-Ta при 1375 К.3,425,0TiAl3a = 3,604 (2),c = 7,557 (3)41,1 53,73,7βWa = 3,167 (2)MgCu2a = 6,847 (2)a = 4,843 (1),c = 7,879 (2)02,121,9 29,2MgZn234,2 10,5 19,5 35,872,00,026,8TiAl35,140,9 11,3 42,7βW46,60,3MgCu2, MgZn21,219,8 33,322,4 58,0 17,62,019,9 59,9 20,20,0σ'Cr0,49Fe0,5114,5 66,2 17,61,7ReMg3,96,49,6χα-Mn35,7 20,6 36,07,743,02,948,95,2Cr0,49Fe0,5171,70,09,618,7αTiAl33,038,2 58,80,0βW18,3 55,3 18,18,319,2 57,0 21,72,1σ'Cr0,49Fe0,5112,4 13,7αTiAl380,172,91,01,556,3 42,20,0βW5,273,6 10,0 11,2χα-Mn74,8 0,00 12,1 13,2αTiAl315,2 68,6 14,81,4ReMg17,8 62,2 20,00,0σ'Cr0,49Fe0,511,99,7χα-Mn18,7 61,8 17,083,15,32,5a = 3,682 (2),c = 7,512 (3)a = 2,808 (3),c = 4,467 (5)a = 9,307 (2),c = 4,817 (1)a = 9,568 (2)71Niв сплаве7.в фазахв сплаве8.в фазахReсоставКонцентрация элементов, ат.

%Фазовый№ сплаваОкончание таблицы 3.2.VTa31,7 47,44,816,173,00,06,920,1αTiAl33,459,3 37,20,1βW7,974,23,514,4χα-Mn19,2 59,1 16,15,672,50,06,021,5αTiAl30,059,1 40,90,0βW2,479,011,3χα-Mn7,3ПараметрыСтруктурный типячейки, нм3. Система Ni-Re-Nb-TaВ трёхкомпонентной системе Ni-Nb-Taбыловыплавленошестьсплавовпоизоконцентрате 75 ат. % Ni, сплавы подверглигомогенизирующему отжигу при 1375 К в течение1000 часов. Затем была измерена их твёрдость ирассчитаны параметры кристаллической решётки.Было показано (рисунок 3.10), что все шестьобразцов являются однофазными и представляютсобой α фазу (структурный тип – TiAl3,пространственная группа I4/mmm, № 139), т.е.

Характеристики

Список файлов диссертации