Високошвидкісний гарт із рідко-твердого стану як метод дослідження фазових перетворень під час кристалізації
А. Г. Пригунова, В. І. Бєлік, Л. К. Шеневідько, М. В. Кошелєв, С. В. Пригунов
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 34/1, 03142 Київ, Україна
Отримано: 22.06.2021; остаточний варіант - 17.09.2021. Завантажити: PDF
Вивчення механізму фазових перетворень під час формування структури металів і стопів є перспективним напрямом удосконалення відомих і розробки нових матеріалів. Водночас, не втрачає актуальності необхідність розширення методичних і експериментальних можливостей способів їх дослідження. Методи металографічного аналізу, які широко використовуються, дозволяють отримувати інформацію про структурні особливості, але визначити механізм утворення фаз за мікроструктурою повністю затверділих зразків є досить проблематичним. Основним інструментом аналізу і прогнозування структурного стану зі зміною температури і хемічного складу стопів є діаграми фазових рівноваг. Однак вони не можуть бути застосованими до опису кінетики фазових переходів. Зокрема, це стосується фаз, що утворюються по перитектичних реакціях, які, зазвичай, у реальних процесах повністю не завершуються. У роботі розглянуто методичні особливості розробленого методу гартівно-мікроструктурного аналізу, що дозволяє дослідити етапи і характер фазових перетворень під час кристалізації незалежно від ступеня метастабільності системи. В його основі високошвидкісне гартування від температур фазових перетворень, визначених методом ДТА. Експериментально встановлено, що швидкості охолодження, які реалізуються у разі використання методу гартівно-мікроструктурного аналізу, складають (1,8–3,7)$\cdot10^3$°С/с. Дослідження, проведені на стопі АК7 (А356) з використанням визначених швидкостей охолодження, показали ефективність запропонованого методу аналізу для вивчення особливостей фазових перетворень у процесі кристалізації. Встановлено механізми формування залізовмісних фаз. Показано, що основною залізовмісною фазою в стопі АК7 є інтерметалід $\beta$-FeSiAl$_5$ пластинчастої форми, що входить до складу евтектик. Одержано експериментальне підтвердження утворення фази $\alpha$-(Fe, Mn)$_3$Si$_2$Al$_{15}$ як по евтектичній, так і по перитектичній реакціях.
Ключові слова: гартування, кристалізація, фазові перетворення, швидкість охолодження, стоп АК7 (А365).
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i02/0191.html
PACS: 61.25.Mv, 61.66.Dk, 64.60.My, 81.10.Fq, 81.30.Fb