Термодинамічний розрахунок діаграм топлення Fe–N і Fe

Випуски $\rightarrow$ Том 22, випуск 4 (2021)

Термодинамічний розрахунок діаграм топлення Fe–N і Fe–Ga за тисків від 0,1 МПа до 7 ГПа

В. З. Туркевич$^1$, Ю. Ю. Румянцева$^1$, І. О. Гнатенко$^1$, І. О. Гладкий$^2$, Ю. І. Садова$^1$

$^1$Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України, вул. Автозаводська, 2, 04114 Київ, Україна
$^2$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», проспект Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна

Отримано 04.11.2021; остаточна версія — 17.11.2021 Завантажити  PDF

Анотація
В межах моделей феноменологічної термодинаміки виконано розрахунок діаграм топлення систем Fe–N і Fe–Ga за атмосферного тиску (0,1 МПа) та за високих тисків (3, 5 і 7 ГПа). Показано, що підвищення тиску призводить до дестабілізації високотемпературної модифікації ОЦК-Fe в системі Fe–N і стабілізації рівноваги Fe₄N із рідкою фазою. В системі Fe–Ga інтерметаліди Fe₃Ga, Fe₆Ga₅, Fe₃Ga₄ та FeGa₃ зберігають свою стабільність за тисків до 7 ГПа. Стабілізація рівноваги Fe₄N з рідкою фазою за високих тисків вказує на те, що Fe₄N може бути конкурувальною фазою за кристалізації нітриду Ґалію з розтопу системи Fe–Ga–N.

Ключові слова: Fe–N, Fe–Ga, високі тиски, термодинамічні розрахунки, ThermoCalc.

Citation: V. Z. Turkevych, Yu. Yu. Rumiantseva, I. О. Hnatenko, I. O. Hladkyi, and Yu. I. Sadova, Thermodynamic Calculation of Fe–N and Fe–Ga Melting Diagrams at Pressures from 0.1 MPa to 7 GPa, Progress in Physics of Metals, 22, No. 4: 531–538 (2021); doi: 10.15407/ufm.22.04.531

Цитована література

P.C. Angelo, and B. Ravisankar, Introduction to Steels: Processing, Properties, and Applications (CRC Press: 2019).
P. Bajaj, A. Hariharan, P. Kürnsteiner, D. Raabe, and E.A. Jägle, Mater. Sci. Eng. A, 772 (2020); https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.138633
W. Qiang, K. Wang, J. Mater. Process Technol., 250:169 (2017); https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2017.07.021
Z. Brytan, W. Borek, and T. Tański, Introductory Chapter: Why Austenitic Stainless Steels are Continuously Interesting for Science?, Austenitic Stainless Steels — New Aspects (IntechOpen: 2017); https://doi.org/10.5772/intechopen.72062
Nursultan E. Sagatov, Dinara N. Sagatova, Pavel N. Gavryushkin, and Konstantin D. Litasov, Crystal Growth & Design (Article ASAP:2021); https://doi.org/10.1021/acs.cgd.1c00432
Bastian K. Brink, Kenny Ståhl, Thomas L. Christiansen, and Marcel A.J. Somers, Journal of Alloys and Compounds, 690: 431 (2017); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.08.130
X. Wang, W.T. Zheng, H.W. Tian, S.S. Yu, W. Xu, S.H. Meng, X.D. He, J.C. Han, C.Q. Sun, and B.K. Tay, Applied Surface Science, 220, Nos. 1–4: 30 (2003); https://doi.org/10.1016/S0169-4332(03)00752-9
T.M. Radchenko, O.S. Gatsenko, V.V. Lizunov, and V.A. Tatarenko, Progress in Physics of Metals, 21, No. 4: 580 (2020); https://doi.org/10.15407/ufm.21.04.580
Y.N. Palyanov, I.N. Kupriyanov, A.F. Khokhryakov, and Y.M. Borzdov, Cryst. Eng. Comm., 19, No. 31: 4459 (2017); https://doi.org/10.1039/C7CE01083D
І.А. Petrusha, B.S. Sadovyi, P.S. Sadovyi, A.S. Osipov, Yu.Yu. Rumiantseva, P.A. Balabanov, P. Klimczyk, Yu.I. Sadova, О.V. Savitskyi, S.O. Hordieiev, and T.О. Sakal, Tooling Material Science, No. 24: 312(2021); https://doi.org/10.333839/2708-731X-2021-24-1-312-325
V.Z. Turkevych, Yu.Yu. Rumiantseva, О.V. Savitskyi, S.O. Hordieiev, O.V. Kushch, Yu.I. Sadova, and D.V. Turkevych, Tooling Material Science, No. 24: 307(2021); https://doi.org/10.333839/2708-731X-2021-24-1-307-311
C. Dasarathy and William Hume-Rothery, Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences, 286, No. 1405: 141 (1965); https://doi.org/10.1098/rspa.1965.0135
H.A. Wriedt, N.A. Gokcen, and R.H. Nafziger, Bulletin of Alloy Phase Diagrams, 8: 355(1987); https://doi.org/10.1007/BF02869273
M. Hillert, J. Alloys Compd., 320, No. 2: 161 (2001); https://doi.org/10.1016/S0925-8388(00)01481-X
P.A. Turchi, L. Kaufman, Z. Liu, and S. Zhou, Thermodynamics and Kinetics of Phase Transformations in Plutonium Alloys — Part I (USA: 2004); https://doi.org/10.2172/895082
Springer Nature Switzerland AG, Part of Springer Nature [Electronic resource]. — Access mode: https://www.springernature.com/gp/products/journals
F.D. Murnaghan, Proc. Nation. Acad. Sci. USA, 9, No. 30: 244 (1944); https://doi.org/10.1073/pnas.30.9.244
M. Kusakabe, K. Hirose, R. Sinmyo, Y. Kuwayama, Y. Ohishi, and G. Helffrich, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 124, No. 4: 3448 (2019); https://doi.org/10.1029/2018JB015823
M.H. Wetzel, T.T. Rabending, M. Friák, M. Všianská, M. Šob, and A. Leineweber, Materials, 14, No. 14: 3963 (2021); https://doi.org/10.3390/ma14143963
Zhi Li, Zhen Zhao, Tong-Tong Shi, and Xi-Min Zang, International Journal of Modern Physics B, 34, No. 17: 2050156 (2020); https://doi.org/10.1142/S0217979220501568
A. Leineweber, H. Jacobs, W. Kockelmann, S. Hull, D. Hinz-Hübner, Journal of Alloys and Compounds, 384, Nos. 1–2: 1 (2004); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.03.122
K.D. Litasov, A. Shatskiy, D.S. Ponomarev, and P.N. Gavryushkin, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 122, No. 5: 3574 (2017); https://doi.org/10.1002/2017JB014059
Yukai Zhuang, Xiaowan Su, Nilesh P. Salke, Zhongxun Cui, Qingyang Hu, Dongzhou Zhang, and Jin Liu, Geoscience Frontiers,12, No. 2: 983 (2021); https://doi.org/10.1016/j.gsf.2020.04.012
J.-O. Andersson, Thomas Helander, Lars Höglund, Pingfang Shi, and Bo Sundman, Calphad, 26, No. 2: 273 (2002); https://doi.org/10.1016/S0364-5916(02)00037-8
Y. Bataleva, Y. Palyanov, Y. Borzdov, I. Novoselov, and O. Bayukov, Minerals, 8, No. 11: 522 (2018); https://doi.org/10.3390/min8110522