Нерівноважний термодинамічний аналіз процесу графітизації чавунів
DOI:
https://doi.org/10.15330/pcss.26.3.520-525Ключові слова:
термодинаміка, графітизація, чавун, легуючі елементи, вакансії, дифузіяАнотація
Розвинено дифузійно-вакансіонний механізм, що описує процес графітизації чавуну, і не використовує тиск графіту на матрицю для пояснення дифузії заліза. Розраховано значення термодинамічних сил та кінетичних коефіцієнтів для випадку графітизації бінарного сплаву системи Fe–C з 2,5 % при 1100°С. Встановлено, що в умовах стаціонарного потоку вакансій при графітизації чавуну в твердій фазі, концентрація вакансій на межі γ-фаза – графіт приблизно в 0.97723 рази менша від концентрації вакансій у γ-фазі. Виконано оцінку впливу легуючих елементів, на прикладі хрому та кремнію, на графітизацію чавуну з 2.5% С. Запропоновано термодинамічний параметр графітизації, що враховує вплив усіх легуючих елементів та характеризує ступінь стабільності графіту в даних умовах.
Посилання
I.G. Neizhko. Graphitization and properties of cast iron. (Kyiv: Naukova Dumka, 1989).
K.P. Bunin, Ya.N. Malinochka, Yu.N. Taran. Fundamentals of metallography of cast iron. (M.: Metallurgy, 1969).
A.A. Zhukov. Geometric thermodynamics of iron alloys. (M.: Metallurgy, 1979).
Zi-K. Liu, Y.Wang. Computational Thermodynamics of Material. (Cambridge: Cambridge University Press, 2016).
S. Bokstein. Thermodynamics and kinetics in materials science: a short course. (Oxford University Press, 2005).
X. Gu, G. M. Michal, F. Ernst, H. Kahn, A. H. Heuer. Concentration-dependent carbon diffusivity in austenite. Metallurgical and Materials Transactions A, 45 A, 3791 (2014); https://doi.org/10.1007/s11661-014-2347-5.
S.-J. Lee, D.K. Matlock, Ch. J. Van Tyne. Carbon diffusivity in multi-component austenite. Scripta Materialia, 64, 805 (2011); https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2011.01.001.
D. Jou, J. Cases-Vezquez, G. Lebon. Extended Irreversible Thermodynamics. T. XVIII (Springer, London, 2010).
S.V. Bobyr. Using the principles of nonequilibrium thermodynamics for the analysis of phase transformations in iron-carbon alloys. Non-Equilibirum Particle Dynamics (Intechopen, London, May 2019). https://doi.org/10.5772/Intechopen.83657.
M.A. Krishtal, A.A. Zhukov, R.L. Snezhnoy, E.G. Titensky. Thermodynamics, physical kinetics of structure formation and properties of cast iron and steel. Issue 4. (Moscow: Metallurgy: 1971).
A.A. Zhukov, R.L. Snezhnoy, Diffusion processes in metals (Kyiv: Naukova Dumka: 1966).
S. I. Gubenko Diffusion crushing of graphite during complex processing of cast iron. MtOM, 2(93), 26(2021) https://doi.org/10.30838/J.PMHTM.2413.270421.26.738.
B.S. Bokshtein, Diffusion in metals (Moscow: Metallurgy: 1978).
S. V. Bobyr. Nonequilibrium thermodynamic analysis of the formation of chromium carbides in steel during tempering. Metallofizika i noveyshie tehnologii (Physics of Metals), 36(10), 1385(2014); https://doi.org/10.15407/mfint.36.10.1385.
L.N. Larikov, V.I. Isaichev, Diffusion in metals and alloys. Directory. (Kyiv: Naukova Dumka: 1987).
S.V. Bobyr. Non-equilibrium thermodynamics model for calculating diffusion fluxes under phase transformations in alloy steels. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series, 66 (1), 28 (2021); https://doi.org/10.29235/1561-8358-2021-66-1-28-36.
G. I. Silman. Carbon equivalents of elements in cast iron. MtOM, 1, 26(2002).
G. I. Silman. Thermodynamic assessment of the influence of several alloying elements. Materials Science and Production: Interuniversity. Sat. scientific tr. v. 3 (Bryansk: Publishing House BGITA, 2003).
S.V. Bobyr, P.V. Krot. Nonequilibrium Thermodynamic Analysis of Diffusion Processes in the Steel - Carbon Thin Film Tribological System. Material Science & Engineering International Journal, 6(1), 14 (2022); https://doi.org/10.15406/mseij.2022.06.00174.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 S.V. Bobyr
Ця робота ліцензованаІз Зазначенням Авторства 3.0 Міжнародна.
