Совместное легирование никеля рением и переходными металлами V - VI групп (1105746), страница 12
Текст из файла (страница 12)
всистеме Ni-Nb-Ta при 1375 К фаза α образуетнепрерывныйрядлегированиифазытвёрдыхαрастворов.составаПриNi75,0Nb25,0танталом твёрдость вначале падает, а затемпроисходит её рост. Причём, с ростом твёрдости,параметр a уменьшается с 0,3655 нм до 0,3626 нм.Рисунок 3. 10.
Дифрактограммы сплавов(таблица 3.3): а) теоретическая TiAl3;б) сплав № 1; в) сплав № 2; г) сплав № 3;д) сплав № 4; е) сплав № 5; ж) сплав № 6.В двухкомпонентной системе Ni-Ta фаза α имеетмаксимальное значение твёрдости, а параметр aвновь возрастает до 0,3632 нм.72Таблица 3.3. Состав однофазных сплавов, содержащих фазу α, их твёрдость и параметрыкристаллической решётки фазы.№Концентрация элементов, ат.
%Твёрдость, HV 0,1сплаваNiNbTa1.75,025,00,0439,9 (4,2)2.75,020,05,0414,3 (2,0)3.75,015,010,0429,9 (3,7)4.75,010,015,0452,1(2,6)5.75,05,020,0478,0 (2,0)6.75,00,025,0570,6 (1,4)Параметры ячейки,нмa = 0,3629 (9)c = 0,743 (3)a = 0,3655 (4)c = 0,7381 (8)a = 0,3637 (2)c = 0,7465 (8)a = 0,3633 (3)c = 0,7424 (7)a = 0,3626 (4)c = 0,7413 (9)a = 0,3632 (3)c = 0,7407 (6)Суммарный граф изотермы четырёхкомпонентной системы Ni-Re-Nb-Ta при1375 К, построенный по данным о строении изотерм тройных систем (рисунки 1.15, 1.18,1.27, 1.28) и с учётом существования непрерывного ряда твёрдых растворов Ni3Nb-Ni3Ta,показан на рисунке 3.11. Выделение из суммарного графа рекомбинирующих трёхфазныхравновесий Re+γ+α, μ+β+NiTa2, α+χ+β, α+μ+β, α+μ+Ni2Ta и Re+χ+α приводит к егополному разложению.
Четырёхфазные равновесия на изотерме системы Ni-Re-Nb-Ta при1375 К отсутствуют.Рисунок3.11. Суммарныйчетырёхкомпонентнойпри 1375 К.графсистемыизотермыNi-Re-Nb-Ta734. Система Ni-Re-Nb-CrВ трёхкомпонентных системах (рисунки 1.15, 1.20, 1.27, 1.29), изотермы которыхограняют четырёхкомпонентную систему Ni-Re-Nb-Cr при 1375 К, твёрдые растворы наоснове ниобия и хрома не имеют общей области гомогенности, поэтому при анализе онипринимаются как две различные фазы.
В результате суммарный граф, построенный поданным о строении изотерм тройных диаграмм фазовых равновесий при 1375 К, будетсодержать девять вершин (рисунок 3.12 а). Суммарный граф не содержит рекомбинирующихравновесий, поэтому одновременно является остаточным графом.Предполагая, что в четырёхкомпонентной системе Ni-Re-Nb-Cr при 1375 Ксуществуют только непроецирующиеся трёхфазные равновесия, из остаточного графа удаётсявыделить два графа четырёхфазных равновесий α+μ+βNb+λ и α+βNb+λ+χ (рисунок 3.12 б).Оставшийся подграф содержит семь фаз (рисунок 3.12 в). В этом подграфеотсутствуютправильныеграфычетырёхфазныхравновесий,изэтогоследуетсуществование как минимум одного неизвестного двухфазного равновесия.а)в)б)г)Рисунок 3.12.
Графы четырёхкомпонентной системы Ni-Re-Nb-Cr при 1375 К:а) суммарный граф; б) суммарный граф с отмеченными четырёхфазными равновесиямиα+μ+βNb+λ и α+βNb+λ+χ; в) остаточный граф; г) остаточный граф с отмеченнымнепроецирующимся двухфазным равновесием α+σ.74Практически во всех четырёхкомпонентных системах на основе никеля ипереходных металлов V-VI групп фазы α и σ находятся между собой в равновесии, еслиони существуют в рассматриваемых системах. Таким образом, равновесие α+σ, вероятно,существует и в системе Ni-Re-Nb-Cr (рисунок 3.12 г).При добавлении равновесия α+σ подграф (рисунок 3.12 г) полностью разлагаетсяна пять графов четырёхфазных равновесий α+σ+βCr+γ, α+σ+γ+Re, α+σ+Re+χ, α+σ+λ+χ иα+σ+λ+βCr.Синтезированные сплавы содержат три трёхфазных равновесия α++, ++,++, отсутствующих на изотермических сечениях диаграмм фазовых равновесийтрёхкомпонентных систем, ограняющих систему Ni-Re-Nb-Cr, а также три четырёхфазныхравновесия α++λ+βNb, α++λ+βCr и ++Re+γ (таблица 3.4, рисунок 3.13).Таблица 3.4.
Концентрация элементов в сплавах и фазах, фазовый состав сплавов системыв сплаве1.в фазахв сплаве2.в фазахNiReNbCr38,327,126,97,772,2026,90,93.в фазахСтруктурныйПараметрытипячейки, нмTiAl3MgCu238,514,130,916,5λ6,558,318,416,833,116,618,831,517,827,94,970,80,026,338,2в сплавесоставКонцентрация элементов, ат. %Фазовый№ сплаваNi-Re-Nb-Cr при 1375 К.9,827,5a = 3,605 (6)с = 7,738 (7)а = 6,955 (2)MgZn2a = 4,929 (2)с = 7,911 (8)χα-Mna = 9,527 (2)49,4σCr0,49Fe0,512,9αTiAl3a = 9,180 (2)с = 4,895 (2)a = 3,655 (1)с = 7,395 (2)24,5MgCu2a = 6,817 (2)MgZn2a = 4,821 (1)с = 7,856 (2)λ19,955,913,910,315,956,90,926,3Cr0,49Fe0,5172,10,924,72,3αTiAl37,070,413,49,2α-Mna = 9,241 (1)с = 4,899 (1)a = 3,661 (1)с = 7,392 (3)a = 9,496 (1)75в сплаве4.в фазахв сплаве5.в фазахв сплаве6.в фазахв сплаве7.в фазахв сплаве8.в фазахв сплаве9.в фазахсоставКонцентрация элементов, ат.
%Фазовый№ сплаваПродолжение таблицы 3.4.СтруктурныйПараметрытипячейки, нмNiReNbCr32,429,034,73,95,047,846,80,4βNbWa = 3,174 (1)6,462,227,63,8α-Mna = 9,6238 (9)MgCu2a = 7,005 (2)29,728,134,97,3λ71,6028,40αTiAl323,546,222,87,572,7025,22,1TiAl3MgZn2a = 4,988 (5)с = 7,998 (6)a = 3,6377 (8)с = 7,381 (3)34,411,328,026,34,021,90,074,1CrWa = 3,643 (8)с = 7,43 (3)a = 6,875 (2)a =4,863 (1)с = 7,928 (2)a = 2,931 (6)15,127,64,752,6Cr0,49Fe0,51a = 9,232 (3)с = 4,902 (3)32,844,210,712,373,81,423,01,8TiAl321,457,6021,0Cr0,49Fe0,5173,07,96,712,4γCu8,970,113,47,6ReMg28,227,632,611,630,618,033,917,5MgCu2, MgZn268,9030,01,1αTiAl36,458,024,111,5α-Mn35,817,011,036,270,40,025,83,8TiAl320,63,723,343,63,545,352,67,4Cr0,49Fe0,5114,233,435,716,7MgCu2, MgZn21,349,746,72,3NbW1,459,035,34,3α-MnMgCu2MgZn2a = 3,634 (2)с = 7,378 (5)a = 9,456 (3)с = 4,912 (2)a = 3,566 (9)a = 2,765 (3)с = 4,435 (2)76в сплаве10.в фазахсоставКонцентрация элементов, ат.
%Фазовый№ сплаваОкончание таблицы 3.4.СтруктурныйПараметрытипячейки, нмNiReNbCr34,019,037,010,035,017,835,711,5MgCu2, MgZn23,645,550,00,9NbW26,89,060,14,1μW6Fe7а)б)в)г)д)е)Рисунок 3.13. Микроструктура сплавов системы Ni-Re-Nb-Cr: а) № 1, б) № 2, в) № 3,г) № 4, д) № 5, е) № 6.77Экспериментальная проверка даёт однозначный ответ о существовании всехнепроецирующихся трёхфазных и четырёхфазных равновесий, предсказанных с помощьюметода графов. Экспериментально определенно положение всех непроецирующихсятрёхфазных равновесий (рисунок 3.14, таблица 3.4).
Таким образом, в системе Ni-Re-NbCr при 1375 К существуют семь четырёхфазных равновесий (рисунок 3.14).Рисунок3.14.Графчетырёхфазныхвзаимосвязиравновесийчетырёхкомпонентной системы NiRe-Nb-Cr при 1375 К.5. Система Ni-Re-Nb-MoКак было показано в литературном обзоре, для подтверждения правильностипостроения графа трёхфазных равновесий системы Ni-Re-Mo при 1375 К (рисунок 1.30 б)необходима информация о температурном интервале существования фазы P.
Дляопределения температурного интервала существования фазы P был синтезированоднофазный сплав состава Ni29,7Mo24,0Re46,3 (в ат. %), который гомогенизировался притемпературе 1375 К в течение 1200 часов. Концентрационный и фазовый состав сплаваконтролировался методом ЭЗМА, СЭМ и РФА. Дифрактограмма сплава приведена нарисунке 3.15 а. Результаты исследования сплава методом ДТА представлены на рисунке3.15 б.Как видно из рисунка 3.15 б на кривой нагревания только при 1403 0С (1676 К)наблюдается эндотермический эффект.
Это указывает на то, что фаза P существует вплотьдо температуры 1403 0С, что подтверждает правильность графа трёхфазных равновесийтрёхкомпонентной системы Ni-Re-Mo при 1375 К, приведённого на рисунке 1.30 б.Стоит отметить, что после выдерживания образца при температуре 1450 0С втечение 15 минут с последующим охлаждением в атмосфере гелия фиксируется структураσ фазы (рисунок 3.15 в), что свидетельствует о том, что при температурах выше 1403 0Ссуществует именно эта фаза.78а)б)в)Рисунок 3.15. Исследование фазы P: а) рентгенограмма до ДТА; б) кривая ДТАоднофазного образца; в) рентгенограмма после ДТА.Суммарный граф системы Ni-Re-Nb-Mo при 1375 К, основываясь на данных остроении изотерм тройных систем (рисунки 1.15, 1.21, 1.27, 1.30), содержит девять вершин(рисунок3.16 а).Трёхфазныеравновесияµ+β+αсистемNi-Re-NbиNi-Nb-Moрекомбинируют на изотерме четверной системы с образованием единой области трёхфазногоравновесия, поэтому остаточный граф содержит восемь фаз (рисунок 3.16 б).
На остаточномграфе отсутствуют правильные графы четырёхфазных равновесий, что свидетельствует оналичии как минимум одного непроецирующегося двухфазного равновесия.Используя аналогию в образовании фазовых равновесий в четырёхкомпонентныхсистемах Ni-Re-Me1-Me2 и Ni-Cr-Me1-Me2 (Me1 и Me2 – переходные металлы V-VI групп),в системе Ni-Re-Nb-Mo можно предположить существование двух непроецирующихсядвухфазных равновесий α+σ и α+P, существование которых было установлено в системеNi-Cr-Nb-Mo [21]. Следовательно, проверка этих равновесий в системе Ni-Re-Nb-Moимеет первоочередной характер.Все непроецирующиеся равновесия, образующиеся в четырёхкомпонентнойсистеме Ni-Re-Nb-Mo при 1375 К (рисунок 3.16), были подтверждены экспериментально(таблица3.5,рисунок3.17).Графвзаимосвязичетырёхфазныхравновесий79четырёхкомпонентнойсистемыNi-Re-Nb-Mo,представляетсобойдвакольца,образующиеся вокруг двухфазных равновесий α+σ и α+P (рисунок 3.16 г).а)б)в)г)Рисунок 3.16.
Графы четырёхкомпонентной системы Ni-Re-Nb-Mo при 1375 К:а) суммарный граф; б) остаточный граф; в) остаточный граф с отмеченныминепроецирующимися двухфазными равновесиями α+σ и α+P; г) граф взаимосвязичетырёхфазных равновесий.Таблица 3.5. Концентрация элементов в сплавах и фазах, фазовый состав сплавов системыNiв сплаве1.ReNbMoсоставКонцентрация элементов, ат. %Фазовый№ сплаваNi-Re-Nb-Mo при 1375 КСтруктурный типПараметрыячейки, нм61,3 13,3 11,5 13,976,85,76,610,9Cua = 0,366 (2)74,31,914,98,9TiAl330,8 40,21,227,8PCr9Mo21Ni20a = 0,359 (1)c = 0,759 (2)a = 1,6933 (6)b = 0,4766 (1)c = 0,934 (2)в фазах80в сплаве2.в фазахв сплаве3.в фазахв сплаве4.в фазахв сплаве5.в фазах6.в фазахСтруктурный типNi48,4Re4,4Nb8,770,80,017,2 12,0αTiAl341,36,41,650,7δMoNi31,99,70,358,1PCr9Mo21Ni20Параметрыячейки, нмa = 0,361 (1)c = 0,738 (2)a = 0,880 (2)c = 0,9132 (7)a = 1,6973 (2)b = 0,4665 (1)c = 0,8871 (1)39,8 33,1 13,6 13,5a = 0,954 (2)c = 0,502 (1)a = 0,368 (1)c = 0,764 (4)20,2 38,38,832,7Cr0,49Fe0,5173,80,819,46,0αTiAl38,858,3 13,2 19,7α-Mna = 0,948 (2)αTiAl3a = 0,3633 (2)c = 0,6687 (4)a = 1,7021 (4)b = 0,4620 (1)c = 0,9299 (2)42,7 37,2 10,99,271,36,03,619,133,3 44,94,117,7PCr9Mo21Ni2025,9 52,02,519,6σCr0,49Fe0,5117,9 73,02,46,7ReMg40,4 11,57,340,870,30,020,29,5αTiAl32,68,549,2 39,7βW1,2PCr9Mo21Ni2030,4 15,5в сплавеMo38,5составКонцентрация элементов, ат.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
