Розчинність карбону, мангану та силіцію в γ-залізі сплавів системи Fe-Mn-Si-C

Abstract

Дослідження проводили на сплавах з вмістом карбону 0,37-0,57 % (мас.), силіцію 0,23-0,29 % (мас.), мангану 0,7-0,86 % (мас.), решта – залізо. Для визначення фазового складу сплавів використовували мікроструктурний, мікрорентгеноспектральний та рентгеноструктурний аналізи. В роботі були визначені фізичні характеристики сплавів, що досліджували в даній роботі, а саме, залежність відносного видовження, відносного звуження, ударної в’язкості та твердості від хімічного складу сплаву. Отримані в даній роботі результати показали, що найкращі мікроструктурні та фізичні характеристики має сплав на основі заліза з вмістом карбону 0,57 % (мас.), силіцію 0,28 % (мас.), мангану 0,88 % (мас.). Визначено, що після кристалізації та низки фазових перетворень фазовий склад сплаву представлений двома фазами: a-залізом та легованим манганом цементитом Fe2.7Mn0,3C. Вперше за допомогою методу квазіхімічного методу отримали рівняння вільної енергії твердого розчину γ-заліза, легованого силіцієм і манганом, і визначили межу розчинності карбону, мангану і силіцію. Максимальний вміст карбону в γ-залізі може досягати 6,8 % (ат.), мангану 67,5 % (ат.) та силіцію 2,3 % (ат.).