Фазовые превращения в твердых растворах железа

Фазовые превращения в твердых растворах железаОчевидно, однако, что фазовые превращения в твердых растворах железа — результат различной растворимости легирующих элементов в двух модификациях железа, различного изменения их растворимости с температурой и специфической особенности полиморфизма железа, заключающейся в том, что модификация y-Fe «вклинивается» между низкотемпературной и высокотемпературной модификациями a-Fe.

Ясно, что ни один элемент не может давать неограниченных твердых растворов с обеими модификациями железа, так как последние имеют разные решетки. Следовательно, если элемент растворяется неограничено или в весьма больших количествах в y-Fe, то на диаграмме состояний будут две двухфазные области: a + у при низких температурах и <х(6) +у при высоких температурах. В этом случае диаграмма состояний должна иметь вид 42, а. Если же элемент растворяется неограниченно в a(n6)-Fe, то на диаграмме состояний должна быть двухфазная область у + a, т. е. диаграмма будет иметь вид 42, б. Замыкание или выклинивание области у в этом случае обязательно, так как неограниченные твердые растворы a существуют и при высоких температурах. Если, наконец, элемент растворяется ограниченно в обеих модификациях, т. е., в частности, не изоморфен ни* a-Fe ни y-Fe, то в каждой из основ он может иметь свой предел растворимости, и диаграмма состояний будет типа изображенной на 42, б, в, или г. Различным у твердых растворов на основе a-Fe и y-Fe может быть и изменение растворимости элемента с температурой. При этом на кривых растворимости могут быть минимумы или максимумы.

Отсюда следует, что влияние легирующих элементов на превращения в твердых растворах железа должно определяться общими законами взаимной растворимости элементов, т. е. изоморфностью, различием атомных радиусов и, главным образом, характером и энергией межатомного взаимодействия. Указанные же выше теории большей частью пытаются связать это явление с каким-нибудь одним изолированным фактором, хотя и имеющим отношение к растворимости, что едва ли может быть достаточно.

Если исходить из предположительного взаимодействия электронных оболочек атомов растворенных элементов и железа, то в результате этого взаимодействия должна по-разному измениться свободная энергия у - и a-фазы. Это и может быть главным фактором, который в сочетании с двумя другими факторами растворимости определяет влияние данного элемента на полиморфизм железа.

  • Читать все новости