Фазовые диаграммы карбидов

Хотя фазовые соотношения в системах карбидов и нитридов переходных металлов широко изучались в течение ряда лет, многие из бинарных фазовых диаграмм еще недостаточно установлены, и существует много спорных вариантов. Большинство исследований посвящено фазовым диаграммам карбидов [1, 2]. Как известно, карбиды имеют очень высокие температуры плавления и сложный фазовый состав, поэтому при изучении карбидов, кроме стандартных рентгеноструктурных и металлографических методов использовались более сложные методики и оборудование, включающие ДТА, высокотемпературную нейтронографию и масс-спектроскопию. Тем не менее в оценке особенностей ряда диаграмм состояния все еще имеются существенные разногласия. В прошлом многие исследователи изучали фазовые соотношения в одиночку теперь же совершенно ясно, что исследования в этой области могут быть достаточно эффективными, только если они выполняются достаточно большими, хорошо финансируемыми группами ученых и используются самые совершенные методики и оборудование. [c.74]

П. ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ КАРБИДОВ [c.76]

Тройные фазовые диаграммы карбидов и нитридов переходных металлов широко изучали Руди и сотрудники , а также Брауэр и сотр. [22, 73]. Эти диаграммы указывают на очень сложные зависимости фазового состава от температуры и концентрации, что [c.99]

Обнаружение указанных точек на фазовой диаграмме Ре—С возможно лишь при очень медленном охлаждении. Если быстро охладить аустенит от 1400 °С до комнатной температуры (закалка), аустенитная структура превращается в твердую закаленную сталь с игольчатой кристаллической структурой, называемой мартенситом. Мартенсит представляет собой твердый компонент углеродистых сталей. Чтобы избежать образования мартенсита, необходимо проводить медленное охлаждение или отжиг стали в течение одного или нескольких часов в зависимости от размеров образца. Для получения твердых растворов и кристаллических форм железа и карбида железа, обладающих требуемыми свойствами, применяется множество различных процессов отпуска и отжига сталей. [c.450]

Нейтронная дифракция является основным методом определения степени упорядочения. Рентгеновский анализ труден из-за существенного различия рассеивающих. способностей атомов С и N и большинства переходных металлов. Упорядочение легких атомов удалось обнаружить при изучении фазовых диаграмм методом дифференциального термического анализа (ДТА), а также методом ЯМР. Многие из упорядоченных структур карбидов и нитридов, обсуждаемых в этом разделе, предположительны. Некоторая неопределенность существует главным образом в тех случаях, когда структурный тип был выведен без привлечения метода дифракции нейтронов. Например, высокотемпературной модификации фаз МегС предположительно была приписана структура Ц, в которой атомы углерода расположены беспорядочно. В основу этого предположения положен тот факт, что энтропийный фактор должен увеличиваться при повышении температуры. Однако наличие именно этого структурного типа не соответствует данным нейтронной дифракции. Некоторые из типов упорядочения могут быть также стабилизированы примесями, такими, как кислород или водород. Различия между структурами в основном наблюдаются во второй. координационной сфере, и поэтому изменение энергии между структурами может быть малым и на него может влиять наличие примесей. [c.46]

Фазовые диаграммы карбидных систем металлов VI группы Сг—С, Мо—С и Ш—С более разнообразны и несколько более сложны, чем рассмотренные выше. В карбидах хрома атомы металла не образуют плотноупакованных структур. Диаграмма состояния системы Сг—С (рис. 37 [2, 25]) совершенно непохожа на [c.81]

Карбиды других металлов, образующих бориды, также могут испытывать дисперсионное упрочнение. Исследования тройных фазовых диаграмм тугоплавких переходных металлов с углеродом и бором показали, что дисперсионное упрочнение может иметь место и в системах 2г—С—В, Н/—С—В, N5—С—В и Та—С—В [50, 51]. [c.168]

Карбид железа и железо образуют довольно сложную диаграмму плавкости. На рис. 187 по оси ординат отложены температуры аллотропических превращений чистого железа (а, У )- Р-Превращение происходит без изменения кристаллической структуры и сопровождается только потерей магнитных свойств (точка Кюри), поэтому на диаграмме плавкости это превращение не отражается. Наличие карбида сказывается не только на температуре плавления, но и на температурах фазовых превращений. На этом основана термообработка сталей, позволяющая ряд высокотемпературных структур сохранять при обычной температуре за счет быстрого охлаждения (закалка,- нормализация, отпуск). [c.389]

Основные научные работы посвящены изучению двойных систем. Предложил (1909) вывод уравнения всех типов диаграмм состояния двойных систем и разработал методику исследования металлических сплавов. Высказал (1911), предположение о существовании в высокоуглеродистых сплавах карбидов различного состава. Исходя из правила фаз Гиббса, вывел условия фазового равновесия в гомогенных и гетерогенных системах, состоящих из двух или нескольких компонентов. Построил диаграммы состояния для различных систем (около 100). [22, 97, 183] [c.110]

Цель нашего исследования — установление фазовых полей в системе Zr—ZrN—Zr для построения диаграммы состояния, а также определение температуры плавления некоторых сплавов. Исследование производили методами визуального термического, фазового, рентгеноструктурного и металлографического анализов с последующим измерением микротвердости сплавов. Методика проведения исследования подробно освещена в работах [1, 3]. Кроме того, в бинарной системе ZrN —Zr для определения характера взаимодействия карбида и нитрида циркония было измерено изменение пикнометрической и рентгеновской плотностей и молярных объемов смешения [5]. [c.95]

Точные измерения размеров элементарных ячеек кристаллических решеток. Размеры элементарных ячеек кристаллов зависят от химического состава, температуры и давления. Наиболее существенны зависимость от химического состава в случае образования твердых растворов, изоморфного замещения или дефектных структур, а также зависимость от температуры, выражаемая коэф-4>ициентами термического расширения. Разработаны рентгеновские методы измерения периодов кристаллических решеток с точностью до 0,01%, находящие применение при определении границ растворимости и используемые, вместе с рентгеновским фазовым анализом, при установлении диаграмм состояния. На рис. 8 приведе-лы рентгенограммы различных технических образцов карбида бора, важного и интересного абразивного материала. Сдвиг линии указывает на существенное изменение размеров элементарной ячейки карбида бора и устанавливает факт растворимости компонентов в карбиде бора. На рис. 9 показаны рентгенограммы алюминия, снятые при температурах +20° и —140°. Сдвиг линий указывает на изменение размеров элементарной ячейки алюминия вследствие термического сжатия. По сдвигу линий можно рентгенографически определить истинные линейные коэффициенты термического расширения кристаллов. Этот метод находит широкое применение и, в случае анизотропии, позволяет измерять коэффициенты расширения по различным осям кристалла. [c.16]

Зная химический состав металла шва можно, пользуясь соответствующими диаграммами (рис. 22) предсказать фазовый состав сварных швов. При охлаждении металла шва происходит образование нескольких фаз при высоких температурах (>1000°С) образуются 6-, 7-фазы, при низких температурах (<1000°С) — вторичные карбиды и а ферриты. Вторичные фазы (ферритная, карбидная и др.) зарождаются в первую очередь на крупных дефектах кристаллической решетки — границах зерен, а затем и по другим дефектам — линиям сдвига, плоскостям скольжения, границам блоков, дислокациям, вакансиям. [c.41]

Из диаграммы видно, что при более низких температурах (ниже 500°) устойчивой делается опять а-фаза, что не мешает сплаву, например при комнатных температурах, практически полностью оставаться аустенитным неограниченное время за счет крайней замедленности фазовых превращений. Особенно это должно относиться к сталям с несколько повышенным содержанием Ni. Как следует из разрезов, данных на рис. 239, при содержании в стали 15% никеля а-фаза может появиться в сплаве даже для высокого содержания хрома (20—24%) только ниже 500°, когда скорости фазовых реакций в этих системах ничтожны, и, следовательно, эти сплавы практически будут чисто аустенитными. На диаграммах рис. 240 и 241 видно, что для сталей, содержащих 18% Сг и 8—9% Ni закалка с 1100° является оптимальной для получения чисто аустенитной структуры. Более высокая температура закалки, чем 1150°, делает возможной частичную фиксацию а-фазы из высокотемпературной области. Температура ниже 1050° оставляет возможность, как мы увидим дальше, неполноты растворения карбидов. [c.497]

Помимо сравнительно недавно опубликованных обзоров Стормса [1] и Руди [2], фазовым диаграммам карбидов и нитридов посвящены обзоры Хансена и сотр. [10], Шварцкопфа и Киффера [11], Киффера и Бенезовского [12], Стормса [13], Самсонова и Уман-ского [14]. [c.76]

В этом разделе приведены данные о параметрах решетки, пространственных группах, позициях атомов и структурных символах по справочнику 51тиЫигЬег1сЬЬ>. Согласно Пирсону, лучше всего при классификации структур называть каждый структурный тип после вещества-представителя [2, 2а] . Мы в основном следовали этой системе, хотя для более распространенных и простых структур использовали привычные символы из 51гиИигЬег1сЬЬ (или некоторую дополнительную аналогичную информацию). В некоторых случаях в литературе по карбидам и нитридам приводятся другие обозначения структур, такие, как Т1Р или у -ЖоС для АзТ1(В,). Здесь приведены оба обозначения, хотя предпочтение было отдано более распространенным. Многие из фаз, кристаллические структуры которых описаны в данной главе, обозначены дополнительно греческой буквой с тем, чтобы указать на существование высоко-или низкотемпературной модификации. Эти обозначения также соответствуют принятым Пирсоном и показанным на приведенной в следующей главе фазовой диаграмме . [c.36]

В данной главе мы приведем новейшие фазовые диаграммы систем Ме—С и Ме—М в тех случаях, где пока нет единого мнения, мы представим более чем одну диаграмму. В 1967 г. Сторме в монографии Тугоплавкие карбиды [1] провел критический отбор фазовых диаграмм и параметров решеток карбидов переходных металлов, и для большинства систем сделанные Стормсом выводы считаются справедливыми и в настоящее время. Для систем Т1—С, 2г—С, Н —С и Та—С отбор Стормса все еще сохраняет силу, потому что дополнительная информация очень незначительна. Для нескольких бинарных систем получено много новых данных однако в большинстве случаев они настолько противоречивы, что дополнительный критический анализ невозможен без дальнейших исследований, которые позволили бы разрешить спорные вопросы. В таких ситуациях мы представили обе точки зрения. Данные о фазовых диаграммах нитридов значительно менее точны, чем данные о карбидах, поэтому мы привели несколько существующих диаграмм. [c.75]

На предполагаемой для системы V—С диаграмме, приведенной на рис. 34, не показано упорядочение углеродных атомов в монокарбиде. Недавние исследования, выполненные методом ЯМР (см. гл. 2), показывают, что атомы углерода в V i- упорядочены. Карбиды состава Vs и Ve s имеют упорядоченные структуры с кубической и гексагональной симметрией соответственно. Кроме того, изучение температурной зависимости механических свойств (см. гл. 5) показывает, что при температурах выше 1200 °С упорядочение исчезает. Нейтронографические исследования УС-. х-фазы могли бы подтвердить это предполагаемое упорядочение и позволили бы уточнить фазовую диаграмму, если в этой области составов будет найдена более чем одна фаза. Содержание примесей необходимо тщательно контролировать. Поскольку нестехиометриче-ский V i-ж обладает большим сродством к кислороду, это упорядочение (или отсутствие его), если Sl-фаза существует, может быть результатом растворения кислорода. [c.79]

Загрузку — смесь из 1,3 кг окиси кальция, полученной из Ga Og со степенью чистоты 99,0%, и 0,8 кг углерода, полученного из сахара, предварительна прока.тенного в вакууме в течение 5 ч при 1200° С и охлажденного в токе аргона, — нагревали в графитовом тигле в индукционной печи мощностью 45 ква при напряжении 610 в и частоте 4 кгц. Полученный плавленый карбид отсасывали из тигля через графитовущ трубку в стальной тигель, заполненный аргоном. Этот чистый карбид имел температуру плавления около 2000° С, которая гораздо ниже, чем температура плавления, определенная путем экстраполяции кривой на фазовой диаграмме системы a j—СаО (см. ниже). [c.181]

Карбид Хэгга являлся конечной фазой при температурах реакции до 500°, в то время как цементит образовывался при 700°. Карбид Хэгга появлялся при N меньшем 0,18, то есть когда около 64% количества азота, соответствующего верхнему пределу s-фазы (РегЫ), оказывалось замещенным углеродом. Согласно фазовой диаграмме Джэка (рис. 2), верхний предел С-карбони-тридной фазы отвечает С + N = 0,56. [c.266]

Упрощенная фазовая диаграмма, приведенная на рис. 2.20, обобщает [64] приведенные выше сведения о терминологии и свойствах различных железосодержащих материалов. На рис. 2.21 проиллюстрировано изменение важнейших механических свойств материалов как функции содержания углерода, что подробно описано в библиографических источниках по материаловедению [17, 47, 48]. Самый распространенный карбид РезС имеет пл = 1255 5°С, установленную косвенно, поскольку РезС разлагается при нагреве. Карбид является ферромагнетиком при температурах до 213 °С. [c.46]

Система торий—углерод детально исследовалась Чиотти и Вильгельмом [61]. Для получения карбидов, смеси тонко измельченных тория и графита нагревались при повышенных температурах. Фазовая диаграмма системы ТЬ—С показана на рис. 3.4 [251. Были идентифицированы два соединения ТЬС (температура плавления 2625 25° С) и ТЬСз (температура плавления 2655 25° С) никаких указаний на существование каких-либо других твердых фаз полз чено не было. При повышенных температурах торий и ТЬС смешиваются во всех отношениях как в жидкой, так и в твердой фазах, однако при болое низких температурах эти фазы не смешиваются друг с другом, хотя и наблюдается некотор [c.48]

Система гафний — ванадий — углерод отличается от предыдущих. Взаимная растворимость монокарбидов гафния и ванадия составляет около 2,5 мол.% в обоих карбидах [161 ]. Диаграмма фазовых равновесий в этой системе исследовалась в работе [45]. Образцы готовили из порошков металлов и графита. Спрессованные брикеты спекали в вакууме и переплавляли в дуговой печи в инертной атмосфере. Рентгеновские и микроструктурные исследования литых и отожженных при 1000° С образцов показали, что тройные соединения в системе отсутствуют. Монокарбид гафния находится в равновесии с УС,УаС, твердым раствором на основе ванадия и соединением HfVj. Последнее не растворяет углерод в заметных количествах. [c.358]

Сопоставление микроструктурного и фазового составов, определенных рентгенографически, с химическим составом плавленных образцов Ш+С показало [8], что фаза с кристаллической решеткой, приписываемой полу-карбиду ШгС, содержит около 2,75 вес.% углерода вместо 3,16 вес.% для стехиометрического состава. В работе [9] указывается, что, согласно диаграмме состояния, построенной Доллофом [10], в интервале температур 830—2030° С область гомогенности ШгС составляет 2,54— 3,16 вес.% С, пли 28,5—33,3 ат.% С. По другим данным, она изменяется в пределах 2,7—3,2 вес.% С [И], а при температуре 2500°С составляет 2,7—3,3 вес.% С [12]. [c.7]

Практически все конструкционные материалы на основе железа в тех или иных количествах содержат в своем составе углерод. Рассмотрим диаграмму фазового равновесия Ре-С. Первым исследователем указанной диаграммы был Д.К. Чернов, который обнаружил так называемые критические точки (температуры) 770 °С — магнитное превращение (точка Кюри) 910 °С — превращение а 7 1401 °С — превращение7 ( ) 1534°С — плавление 3200°С — кипение. Однако поскольку растворимость самого углерода в железе низка и при превыщении предела его растворимости вьщеляется карбид железа—цементит (РезС), то как правило, рассматривают не стабильную диаграмму состояний Ре-С, а метастабильную Ре-РезС (рис. 7.1). На диаграмме соответственно сплошными и пунктирными линиями обозначено метастабильное и стабильное равновесие. Линии АВ, ВС, СО являются линиями солидус, линии АН, НК, 1Е — ликвидус. Линии НН, Ш, Е8, Е 8 , СО, 08, ОР, 08, РК, Р К, Рр, МО, очерчивают области равновесий, имеющих место в твердой фазе. Линии Н1В, Е С Р, ЕСР являются линиями эвтектического, а линии Р 8 К и Р8К — эвтектоидного равновесия. Указанным линиям соответствуют следующие температуры (табл. 7.1.) [c.179]

Коррозионностойкие стали весьма часто проявляют склон-яость к хрупкому разрушению. Появлениехрупкости связывают с фазовыми превращениями зыделением карбидов, образованием мартенсита, выделением а-фазы, упорядочением и д р. На рис. 162 приведена структурная диаграмма 1ЛЯ хромоникелевых коррозиоиностойких сталей, на которой области составов с возможным проявлением хрупкости юсле длительных выдержек в интервале температур 700— 500 °С заштрихованы. [c.271]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология