Растворимость легкоплавких, легкоокисляющихся и легкоиспаряющихся элементов в сплавах на основе железа

Аннотация

Экспериментально определена растворимость висмута и свинца в тройных сплавах железа с кремнием, никелем, марганцем и хромом при температуре 1600 °С. Изучены растворимости висмута в сплавах железа с хромом (до 24,14 %), марганцем (до 5,02 %), кремнием (до 2,78 %), никелем (до 12,68 %) и свинца в сплавах железа с хромом (до 15,26 %), марганцем (до 5,53 %), кремнием (до 15,12 %), никелем (до 15,01 %).

Для проведения опытов использовали печь высокого давления, установленную на кафедре общей металлургии Южно-Уральского государственного университета. Эксперименты по определению растворимости висмута и свинца в жидком железе проводилось через газовую фазу.

В присутствии марганца и никеля растворимость висмута увеличивается, при введении кремния – уменьшается; влияние хрома незначительно. Кремний и хром при температуре 1600 °С понижают растворимость свинца в сплаве, а марганец и никель ее увеличивают. Определены параметры взаимодействия висмута и свинца (первого и второго порядка) с легирующими элементами в изученных сплавах.

По экспериментальным зависимостям вычислены параметры взаимодействия висмута для соответствующего легирующего элемента в тройных сплавах при температуре 1600 °С первого (eBi(Si) = 0,1148; eBi(Mn) = –0,0512; eBi(Ni) = –0,052; eBi(Cr) = 0,0011) и второго порядка (rBi(Si) = –0,0113; rBi(Mn) = –0,0004; rBi(Ni) = –0,0013; rBi(Mn) = 0,0002) и свинца (параметры взаимодействия первого порядка: ePb(Si) = 0,0372; ePb(Mn) = –0,066; ePb(Ni) = –0,0071; ePb(Cr) = 0,0039 и второго порядка rPb(Si) = –0,0002; rPb(Mn) = –0,0015; rPb(Ni) = –0,0021; rPb(Cr) = 0,0003) для соответствующего легирующего элемента в тройных сплавах при температуре 1600°С.

Получены зависимости логарифма коэффициента активности висмута, а также свинца от содержания кремния, марганца, хрома и никеля в сплавах на основе железа. Проведен сравнительный анализ растворимости свинца и висмута в железоникелевом сплаве при температурах 1550, 1600 и 1650 °С.