ФОРМУВАННЯ ДВОФАЗНИХ ЗОН В ПРОЦЕСІ ВНУТРІШНЬОГО ОКИСЛЕННЯ БІНАРНИХ СПЛАВІВ
https://doi.org/10.33815/2313-4763.2020.2.23.127-139
Анотація
Розглянуто закономірності утворення двофазних зон в процесі внутрішнього окислення слаболегованих бінарних сплавів. Створена математична модель процесу внутрішнього окислення, що описує кінетику формування та еволюції зони внутрішнього окислення; досліджені закономірності, що керують формуванням двофазної області в процесі внутрішнього окислення; вивчені просторово-часові зміни параметрів структури двофазної області - кількість частин окислів, їх середній радіус і об’єм фази - на різних стадіях еволюції зон внутрішнього окислення. Проведено теоретичний аналіз процесу дифузного насичення легкорухомими компонентами бінарних сплавів. Сформульовані умови виникнення дисперсних частин окислів. Запропонована математична модель формування двофазної області та проведено численне рішення систем рівнянь, що описують кінетику формування та еволюцію двофазної області для різних значущих чинників процесу.
Моделюванням та експериментально показано, що розподіл параметрів структури двофазної області, має складний немонотонний характер. Визначені основні параметри процесу, що впливають на кінетику утворення двофазної зони в пластині слаболегованих бінарних сплавів на основі нікелю. Вивчені всі стадії процесу окислення пластини - від зародження до коалесценції частинок другої фази.
Результати роботи можуть бути використані для розробки нових технологій термічної та хіміко-термічної обробки для дисперсного зміцнення матеріалів методом внутрішнього окислення, як фізичної основи для пошуку шляхів забезпечення певних розподілів параметрів структури зон внутрішнього окислення, необхідних для надання даному сплаву конкретного комплексу фізико-механічних якостей.
Порівняння результатів моделювання та експериментальних результатів показали їх хорошу відповідність, що дозволяє рекомендувати їх для розробки нових технологій дисперсного зміцнення, нових жароміцних сплавів, дисперсно-зміцнених магнітних матеріалів та електротехнічних сплавів.
Посилання
Кипарисов С.С., Левинский Ю.В. Внутреннее окисление и азотирование сплавов. – М.: Металлургия, 1979. – 200с.
Данелия Е.П., Розенберг В.М. Внутреннеокисленные. сплавы. – М.: Металлург., 1978. – 232с.
Wagner C. Reactiontypen bei der Oxydation von Zegierungen. Z.Electrochem., 1959, Bd.63, s.772–790.
Kirkaldy J.S. On the theory of internal oxidation and sulphation of alloys. Canad. Metal. Quarterly, 1969, v.8, p.35–38.
Абрамов Г.С., Абрамов М.Г., Бардачёв Ю.Н. Распределение числа частиц в зоне внутреннего окисления.– Физико–технические и технологические приложения математического моделирования.: Сб. научных трудов НАН Украины. Институт математики., Киев, 1998, с.9–12.
Абрамов Г.С., Абрамов М.Г. Моделирование перехода от внутреннего окисления к внешнему. – Труды XV Международного симпозиума «Методы дискретных особеностей в задачах математической физики» МДОЗМФ – 2011, с. 15–20.
Абрамов Г.С., Абрамов М.Г. Формирование зоны внутреннего окисления при малой свободной энергии формирования окислов. – Вестник ХНТУ, 2011, №3 (42), с. 14–20.
Абрамов Г.С., Абрамов М.Г. Математическое моделирование процесса внутреннего окисления в бинарных сплавах; Труды научно–технической конференции «Компьютерное моделирование в наукоёмких технологиях» КМНТ–2012, с.13–16.
Абрамов Г.С., Абрамов М.Г. Моделирование процесса формирования структуры диффузионной зоны при одновременном поверхностном и внутреннем окислении сплавов; Вестник ХНТУ, 2012, №1 (44), с. 268–273.
Абрамов Г.С., Абрамов М.Г. Формирование двухфазной области при большой свободной энергии формирования окисла легирующих элементов. – Вестник ХНТУ, 2012, №2 (45), с. 12–16.
Абрамов Г.С., Абрамов М.Г. Моделирование процесса внутреннего окисления в бинарных сплавах на основе никеля; Труды XVI Международного симпозиума «Методы дискретных особенностей в задачах математической физики» МДОЗМФ –2013.
Абрамов Г.С., Абрамов М.Г., Бардачёв Ю.Н. Влияние циклического изменения температуры на структуру внутреннеокисленной зоны. – Вестник ХНТУ, 2013, №2 (47), с. 6–12.
