Растворимость легкоплавких, легкоокисляющихся и легкоиспаряющихся элементов в сплавах на основе железа

Abstract

Экспериментально определена растворимость висмута и свинца в тройных сплавах железа с кремнием, никелем, марганцем и хромом при температуре 1600 °С. Изучены растворимости висмута в сплавах железа с хромом (до 24,14 %), марганцем (до 5,02 %), кремнием (до 2,78 %), никелем (до 12,68 %) и свинца в сплавах железа с хромом (до 15,26 %), марганцем (до 5,53 %), кремнием (до 15,12 %), никелем (до 15,01 %). Для проведения опытов использовали печь высокого давления, установленную на кафедре общей металлургии Южно-Уральского государственного университета. Эксперименты по определению растворимости висмута и свинца в жидком железе проводилось через газовую фазу. В присутствии марганца и никеля растворимость висмута увеличивается, при введении кремния – уменьшается; влияние хрома незначительно. Кремний и хром при температуре 1600 °С понижают растворимость свинца в сплаве, а марганец и никель ее увеличивают. Определены параметры взаимодействия висмута и свинца (первого и второго порядка) с легирующими элементами в изученных сплавах. Получены зависимости логарифма коэффициента активности висмута, а также свинца от содержания кремния, марганца, хрома и никеля в сплавах на основе железа. Проведен сравнительный анализ растворимости свинца и висмута в железоникелевом сплаве при температурах 1550, 1600 и 1650 °С. The solubility of bismuth and lead in liquid ternary alloys of iron with silicon, nickel, manganese and chromium is experimentally determined at 1600 °C. Maximum concentrations of alloying elements were 24.14 % Cr, 5.02 % Mn, 2.78 % Si and 12.68 % Ni for bismuth and 15.26 % Cr, 5.53 % Mn, 15.12 % Si and 15.01 % Ni for lead. Experiments were carried out in a high-pressure furnace set at the General Metallurgy Department of the South Ural State University. Bismuth and lead were dissolved in liquid iron alloys through the gas phase. Manganese and nickel increase bismuth solubility, silicon decreases it, and the effect of chromium is not too noticeable. On the other hand, silicon and chromium decrease the solubility of lead and manganese and nickel increases it. First and second order interaction parameters for bismuth and lead with the alloying elements were determined. Dependences of logarithm activity coefficients of bismuth and lead from silicon, manganese, chromium and nickel contents in iron-base alloys were obtained. A comparative analysis of lead and bismuth solubility in iron-nickel alloy at 1550, 1600 и 1650 °С was presented.