Тройные системы алюминий – железо – третий компонент

 

 

 

Методика изучения тройных систем

 

Прочного соединения алюминия с железом можно достигнуть различными методами. Одним из наиболее простых методов является введение в ванну легирующих добавок как в виде индивидуальных металлов, так и в виде их комбинации или интерметаллических соединений.

 

Первостепенное значение для рационального выбора легирующих добавок имеет знание фазовых равновесий, а также составов и структур железоалюминиевых систем (тройных или с большим числом компонентов).

 

Характер взаимодействия алюминия с различными элементами исключает возможность образования непрерывных твердых растворов трех компонентов с участием алюминия. Этот вывод можно сделать на основании того, что ни с одним из элементов алюминий не образует непрерывных твердых растворов. Добавление третьего компонента может привести к уменьшению количества интерметаллических фаз и ограничению области их существования.

 

В течение ряда лет исследование тройных систем алюминия и железа с переходными металлами проводилось во Львовском государственном университете на кафедре неорганической химии при участии автора.

 

Были изучены тройные системы: алюминий – железо – титан, алюминий – железо – кобальт, алюминий – железо – ванадий, алюминий – железо – хром, алюминий – железо – никель, алюминий – железо – медь, алюминий – железо – молибден, алюминий – железо – скандий, алюминий – железо – цирконии и ряд других.

 

Во всех перечисленных системах исследовались преимущественно области с большим содержанием алюминия и железа и со сравнительно небольшим содержанием переходных металлов, т. е. именно те области тройных систем, результаты исследований которых могут иметь практическое значение и при разработке способов соединения алюминия со сталями, и при разработке новых сплавов на основе алюминия или железа.

 

Литературные данные о двойных системах алюминия и о двойных системах железа собраны и систематизированы в монографиях Хансена и Андерко, Эллиота, Мондольфо, Вола, а также Спеддинга и Даана (система алюминий – редкоземельный металл и системы железо – редкоземельный металл), поэтому в настоящей главе рассматриваются только те двойные системы, которые имеют непосредственное отношение к изучаемым тройным.

 

Приготовление сплавов. Все исследованные сплавы были приготовлены путем сплавления соответствующих металлов в электродуговой печи с вольфрамовым нерасходуемым электродом на медном водоохлаждаемом поду в атмосфере очищенного аргона. Навески сплавов составляли 10 г. для сплавов алюминия и железа с переходными металлами и 4 – 5 г. для сплавов с редкоземельными металлами. Данные о чистоте применяемых металлов приводятся для каждой системы в отдельности.

 

алюминий – железо – третий компонент Термическая обработка сплавов.

Все полученные сплавы подвергали гомогенизирующему отжигу. Температура и время отжига приводятся для каждой системы в отдельности. Отжигали сплавы в запаянных под вакуумом кварцевых ампулах (остаточное давление не более 2 мм. рт. ст.). После отжига сплавы закаляли в холодной воде. Температура муфельных печей, в которых проводился отжиг, регулировалась автоматическими потенциометрами МРЩПр 54 (класс точности 1,5 %).

 

После закалки часть сплава, предназначенная для фазовых рентгеновских исследований, измельчали в порошок. Для снятия возникших при размельчении сплава напряжений порошок вторично отжигали при соответствующей температуре не менее 2 ч и повторно закаляли.

 

 

 

 

 

Ренгтеновский фазовый анализ

 

Рентгенограммы для фазового рентгеновского анализа исследуемых сплавов снимались методом порошка в цилиндрических камерах РКД (диаметр камеры 57,3 мм) на хромовом или ванадиевом неотфильтрованном излучении на аппаратах УРС 55 или на разборной острофокусной электронной трубке. Обычный режим работы аппарата: 30 кв и 5 – 10 ма (5 ма для трубки с ванадиевым анодом, 10 ма для трубок с хромовым анодом). Экспозиция составляла 1,5 – 3,0 ч.

 

Для снятия рентгенограмм порошок наклеивали на тонкую стеклянную нить, которую центрировали в камере. Расстояния между симметричными линиями измеряли визуально с точностью до 0,1 мм. При расчете рентгенограмм учитывали поправку на толщину образца. Интенсивности линий на рентгенограммах оценивали визуально по десятибалльной шкале или путем сравнения со специально приготовленными марками почернения (100 балльная шкала). Фазовый анализ систем проводили методом сравнения рентгенограмм сплавов с рентгенограммами чистых компонентов и соединений, существующих в двойных системах, составляющих данные тройные.


Микроструктурный анализ.


При исследовании некоторых систем наряду с рентгеновскими исследованиями изучалась микроструктура сплавов. Образцы шлифовали и полировали механически. Микроструктуру изучали визуально на микроскопе МИМ 7. Данные о составах травителей приводятся для каждой системы в отдельности.

  • Читать все новости