Investigation of crystallization processes Fe-B-C alloys
Keywords:
Fe-B-C system alloys, eutectic, austenite, borotsementyt Fe3(CB), cubic borokarbid Fe23(CB)6, boride Fe2BAbstract
Objective o f the paper is study of crystallization peculiarities of Fe-B-C system alloys for composition triangle Fe-Fe2B-Fe3C Methods. The investigation was performed for alloy with boron content from 1,8...3% and carbon content of 2 .2 ,5% (wt.), the rest is iron. To ascertain the chemical composition of alloy chemical analysis and X-ray microanalysis was used. Phase composition of alloy was revealed by means of microstructure and X-ray structure analysis. The temperature of phase transformations in alloys was determined by means of thermal analysis. Results. Structure of alloys with boron content of 2,4% (wt.) and carbon content of 2,1% (wt.) after melting and crystallization consists of primary austenite crystals and eutectic y-Fe+Fe3(CB) with sheet-like morphology. As a result of next reheating, melting and crystallization the structure of alloy consists of decomposed austenite dendrites and two different in structure eutectics: sheet-like eutectic y-Fe+Fe3(CB) and core eutectic y-Fe+Fe23(CB)6. Structure of Fe-B-C system alloy with boron content of 2,95 % (wt.) and carbon content of 2,3 %(wt.) consists of primary bright dendrites of Fe3(CB) phase and sheet-like eutectic y-Fe+Fe3(CB). After smelting alloy was preannealed at the temperature of 1170 K for hour. After this alloy was heated up to temperature 30 K above the liquidus and then was cooled with rate of 40 K/min. Microstructure of alloy consists primary borides Fe2B, located inside large edged crystals of Fe23(CB)6 phase and finely-divided eutectic y-Fe+Fe23(CB)6 with core morphology. Scientific novelty. In alloys with boron content from 1 ,8 .3% and carbon content of 2 .2 ,5% (wt.) after melting and crystallization the formation of primary austenite crystals and eutectic y-Fe+Fe3(CB) with sheet-like morphology takes place. The next remelting and crystallization or holding for hour at the temperature 30 K above the liquidus of these alloys leads to formation of austenite and eutectic y-Fe+Fe23(CB)6. Practical implications. The results of the investigation enable to project and effect on the phase composition and phase transformations in alloys of Fe-B-C system.
References
Баринов В. А. Неустойчивость фазы Fe23B6 при механической обработке [Текст] / В. А Баринов, В.А.Цурин, В.И.Воронин, В.Т. Сурик // Физика металлов и металловедение. - 2009. -Т. 108, № 1. - С. 54-62.
Barinov V. A. The instability of the Fe23B6 phase during mechanical processing. /Jyrinov B. A. , Voronin B. I., Syrik B. T. // - 2009. - t. 108, № 1. -р. 54-62.
Береза О.Ю. Вплив карбону на фазовий склад та фазові перетворення в сплавах системи Fе-B-C [Текст] / О.Ю Береза., Н.Ю. Філоненко, С.Б. Піляєва // Вісник Харківського національного університету іменіВ.Н. Карабіна, серія «Фізика», - 2013. - Вип.. 19. - №1076.- С. 60-65.
Beryoza O. Yu. Determined phase composition and mechanism of phase transformations in alloys of the Fe-B-C / Filonenko N. Yu., PilyaevaS. B. // Vicnik xarkivckij ynivercitet, cerija “Fizika”, v. 19. - 2013. - №1076.- p. 60-65.
Береза О. Ю. Розрахунок хімічного зв’язку фаз, що містять бор, у сплавах системи Ее-B-C [Текст] [Текст] / О. Ю. Береза, Н. Ю. Філоненко, О. С. Баскевич // Наукові вісті Національного технічного університету України КПІ.- 2012. - №4(84).- С. 116-121.
Beryoza Ye.Yu. Calculation of energy chemical communication phases containing boron in alloy Fe-B-C. / Filonenko N. Yu, Baskevich A.S. // Naykovi visti KPI. - 2012. - №4(84).- p. 116-121.
Кузьма Ю. Б., Чабан П. Ф. Двойные и тройные системы, содержащие бор. / Ю. Б. Кузьма, П. Ф. Чабан. Справочник. М.: Металлургия., 1990. - 320 с..
Yu. B. Kuzma, P. F. Chaban. Boron-bearing binary and ternary systems. Handbook. Moscow: Metallurgy, 1990. -320 p. (in Russian). 5. Лякишев Н. П., Плинер Ю.Л., Лаппо С.И.
Борсодержащие стали и сплавы / Н. П. Лякишев, Ю.Л. Плинер, С.И Лаппо; М.: Металургія, 1986. - 191 с..
N. P. Lyakishev, Yu. L. Pliner, S. I. Lappo. Boron- bearing steels and alloys. Moscow: Metallurgy, 1986. - 191 p. (in Russian).
Пиляева С.Б Особенности образования соединения Fе2з(CB)6 в сплавах Fe-B-C [Текст] / С.Б. Пиляева, О.Г. Безрукавая, В.Ф Бутенко.// Весник днепропетровского университета. Физика, радиоэлектроника. - 1998. - Вып. 4. - С. 23-26,.
Pilyaeva S. B., Bezrukavaya O. G., Butenko V. F. Pecularities of Fе2з(CB )6 compound formation in Fe-B-C alloys // Visnyk Dnipropetrovskoho universytetu. Fizyka. Radioelectronika, Issue 4. . - 1998. - t. 4. - P. 23-26. (in Russian).
Самсонов Г. В. Бориды.. / Г. В. Самсонов, Т. И. Серебрякова, В. А. Неронов; М.: Атомиздат,
-220 с.
Samsonov G. V. Borides./ G. V. Samsonov, T. I. Serebryakova, V. A. Neronov. //Moscow: Atomizdat, 1999. - 220 p. (in Russian).
Спиридонова И.М. Пиляева С.Б. Особенности формирования структуры при кристаллизации сплавов системы Fe-B-C [Текст] / Спиридонова И.М. Пиляева С.Б. // Физико-химические основы формирования и модификации микро- и наноструктур: Международная научная конф., 6-8 октября 2011 г.: Сб. науч. трудов. - Харьков, 2011. - С.404-407.
Spiridonova I. M. PilyaevaS. B. C. B. Peculiarities of structure formation during solidification of alloys of the system Fe-B-C [Text] / I. M. Spiridonova, S. B. Pilyaeva // Physical and- chemical principles of formation and modification of micro - and nanostructures: international scientific conference., October 6-8, 2011: Sat. scient. works. - Kharkov, 2011. - S. 404-4079.
С. В. Твердохлебова, И. М. Спиридонова, А. М. Бондаренко. Спектральный анализ борсодержащих сплавов [Текст] // Заводская лаборатория. 1990, №11, с. 46-49.
Tverdokhlebova S. B. Spectrographic analysis of boron-bearing alloys [Text] / S. B. Tverdokhlebova, I. M. Spiridonova, A. M. Bondarenko. // Zavodskaya laboratoriya. №11, 1990. - P. 46-49 (in Russian).
Філоненко Н. Ю. Дослідження термодинамічних функцій фаз, що містять бор, системи Fе-B-C [Текст] / Н. Ю. Філоненко // Фізика і хімія твердого тіла. - 2011. - Т. 12, № 2. - С. 370-374.
Filonenko N. Yu. The study of the thermodynamic functions of phase containing boron system [Text]/ Filonenko N. Yu. // Physics and chemistry of solids body. - 2011. - v 12, No. 2. - Р. 370-374.
Ohtani, H. Calculation of Fe-C-B Ternary Phase Diagram [Text] / H. Ohtani, M. Hasebe, T. Nishizawa // Transactions ISIJ. -1988. - Vol. 28. - P. 1043-1050.
Stadelmaier H.H., Draughn R.A., Hofer G. Die Struktur der ternaeren Boride vom Chromkarbid - C23C6-Typ [Text] / H.H.Stadelmaier, R.A. Draughn, G. Hofer // Metall. - 1963. - vol. 5. - P. 412-422.
Xie, J. Y. Atomistic study on the site preference and thermodynamic properties for Cra-xFexCô [Text] / J. Y Xie,., N. X Chen, L. D. Teng, and S. Seetharaman //Acta Materialia. - 2005. - 53. - P. 5305-5312.
Santos, A. V. Comparative study between LMTO and FLAPW into the calculation of the electronic structure of carbide Cr23C6 [Text] / A. V. Santos // Physica B. - 2007. -387. - P. 136-142.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Редакція Видання категорично засуджує прояви плагіату в статтях та вживає всіх можливих заходів для його недопущення. Плагіат розглядається як форма порушення авторських прав і наукової етики.
При виявлені у статті більш ніж 25% запозиченого тексту без відповідних посилань та використання лапок, стаття кваліфікується як така, що містить плагіат. У цьому випадку стаття більше не розглядається редакцією, а автор отримує перше попередження.
Автори, в статтях яких повторно виявлено плагіат, не зможуть публікуватися в усіх журналах Видавництва ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури».
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
