Розчинність Cu, Ni, Mn у високобористих сплавах Fe-B-C

Abstract

В роботі досліджували вплив легуючих елементів на процеси формування структури та механічні властивості литих високобористих сплавів Fe–B–C, охолоджених зі швидкостями 10 і 103 K/с. Склад сплавів знаходився в наступному концентраційному діапазоні: B (10–14 ваг.%), C (0,1–1,2 ваг.%), M (5 ваг.%), де M – Cu, Ni чи Mn, Fe – залишок. Структуру сплавів вивчали методами кількісної металографії, рентгеноструктурного аналізу, сканувальної електронної мікроскопії, рентгеноспектрального мікроаналізу. Механічні властивості структурних складових, а саме мікротвердість і коефіцієнт тріщиностійкості, вимірювали на мікротвердомірі Віккерса. Мідь має нехтовно малу розчинність у фазах Fe(B,C) та Fe2(B,C) високобористих сплавів Fe–B–C, тому цей елемент залишається в рідині під час кристалізації. В результаті по її закінченні в структурі спостерігаються глобулярні включення Cu. Порівняно з міддю нікель розчиняється в структурних складових сплавів у більшій кількості, переважно заміщуючи Fe в решітці фази Fe2(B,C). Маючи обмежену розчинність, нікель також утворює вторинну фазу Ni4B3 по границях кристалів Fe2(B,C). Марганець повністю розчиняється в структурних складових сплавів Fe–B–C, заміщуючи залізо переважно в кристалічній ґратці фази Fe(B,C). Потрапляючи в структуру боридів заліза, Mn і Ni підвищують їх пластичність, але знижують мікротвердість. Особливості структуроутворення та властивості легованих високобористих сплавів Fe–B–C пояснено з урахуванням електронної структури легуючих елементів.