ТЕРМОДИНАМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ РОЗПЛАВІВ ПОДВІЙНИХ І ПОТРІЙНИХ СИСТЕМ, ЩО МІСТЯТЬ Fe, Mn, Si, Ti АБО С

Анотація

У роботі досліджено ефективність застосування «аналітичної» моделі Редліха-Кістера-Муджіану з потрійним внеском -200 кДж/моль для прогнозування термодинамічних властивостей розплавів систем Fe–Mn(Ti)–Si, Fe–Mn–Ti, Mn–Si–Ti, Fe–Mn-С, Fe–Si–С, Mn–Si–С, Mn–Ti–С, Fe–Ti–С, Si–Ti–С при 1873 К. Встановлено, що для розплавів систем Fe–Mn–Si, Fe–Si–С, Mn–Si–С мінімуми ентальпії змішування припадають на потрійні розплави.. Це обумовлено тим, що в цих концентраційних областях можуть утворюватися потрійні проміжні фази. Використовуючи «геометричні» та «аналітичну» моделі було оцінено ентальпії змішування та активності компонентів в розплавах вказаних систем із аналогічних даних для подвійних граничних підсистем. Отримані дані дозволяють передбачити поведінку сплавів при високих температурах та оптимізувати їх склад для конкретних застосувань. Особлива увага була приділена встановленню точних термодинамічних властивостей розплавів подвійних граничних підсистем Fe–Ti, Ti–Si, Mn–Ti, С – 3d-метал, використовуючи літературні дані та власні розрахунки. На основі критичного аналізу відомих ТДВ, виведено сукупність нових даних для систем Si-Ti, Fe-Ti та Mn-Ti. Для розплавів системи Fe–Mn–Si були розраховані також активності компонентів, які продемонстрували значні від’ємні відхилення від ідеальних розчинів. Також в роботі були розраховані активності кремнію і титану із координат ліквідуса діаграми стану за рівнянням Шредера і за моделлю регулярних розчинів в розплавах системи Si-Ti. Було показано, що обчислені нами за рівнянням Шредера аSi і аТi узгоджуються із розрахованими за іншими моделями. Встановлено термодинамічні властивості розплавів систем M-C(M=3d-метал), які є недостатньо вивченими, незважаючи на важливу роль вуглецю в металургії та матеріалознавстві. Проведені розрахунки показали, що мінімуми ентальпій змішування спостерігаються у потрійних розплавах систем Fe–Mn–Si, Fe–Si–C та Mn–Si–C, що може свідчити про утворення потрійних проміжних фаз. Результати підтверджують надійність моделей, що використовуються, та відкривають нові перспективи для прогнозування термодинамічної поведінки розплавів, що використовуються у металургії та матеріалознавстві