Другие тройные системы молибдена с хромом, кобальтом, железом и никелем

Райдот и Дас построили изотермические разрезы для температуры 1200° диаграмм состояния систем Мо—Сг—Со , Мо—Fe—Со , Мо—Со—Ni , Мо—Сг—Ni и Мо—Fe—Ni при содержании молибдена приблизительно до 60%. Во всех случаях сплавы готовили плавкой в индукционной вакуумной печи с использованием тиглей из двуокиси циркония или окиси алюминия. Полученные слитки подвергали ковке, если это было •озможно, а затем отжигу при 1200° в течение 150 час. Образцы для рентгеновского анализа изготавливали из гомогенизированных сплавов путем опиловки или дробления с последующим отжигом стружки или порошка при 1200° в течение 0,5 часа в эвакуированных кварцевых ампулах.

о — промежуточная фаза со структурой, аналогичной структуре с-фазы в системе Сг—Fe; R, Р — фазы, основанные на тройных соединениях в системах соответственно Мо—Сг—Со и Мо—Сг—Ni (структура не известна);

Р — фаза на основе тройного соединения в системе Мо—Fe—Ni (изоморфна с фазой Р в системе Мо—Сг—Ni).

Молибден — хром—кобальт. Область с-фазы в этой системе простирается параллельно стороне Сг—Мо, начинаясь приблизительно на половине стороны Со—Сг ц-фаза (на основе соединения СоМо) имеет свою область существования на фазовой диаграмме, но не существует совместно с о-фазой из-за образования фазы, обозначенной через R, с примерным составом СоюМо6Сг5.

Молибден — хром — никель. В этой системе область о-фазы находится около 25% Ni и между 25—50% Мо; в двойных системах при температуре 1200° образования о-фазы не отмечено. В системе обнаружена также тройная фаза Р приблизительного состава 55% Мо—15% Сг — 30%: Ni. Растворимость хрома в 6-фазе (на основе соединения NiMo) ограничена и составляет около 3%.

Изотермический разрез диаграммы для температуры 1250°, построенный Блюмом и Грантом , хорошо согласуется с изотермическим разрезом для 1200° Райдота, за исключением области, прилегающей к стороне Ni—Сг . Существование тройной фазы Р подтверждено и, по-видимому, при повышении температуры указанная область перемещается в направлении стороны Мо — Ni. Была определена поверхность ликвидуса. При этом минимальная температура плавления, равная 1275°,'относится к сплаву 34% Мо — 19 % Сг — 47% Ni, который, вероятно, соответствует тройной эвтектике.

Молибден кобальт железо

область непрерывных твердых растворов для промежуточной фазы

Молибден — кобальт — железо. В этой системе область непрерывных твердых растворов для промежуточной фазы ц, простирается до линии, соединяющей точки растворимости ц-ф'азы на сторонах двойных систем Fe —Мо и Со —Мо. Область существования ц-фазы в виде полоски располагается почти параллельно стороне Fe — Со. Тройных соединений в системе не обнаружено. Сплавы, лежащие левее штрих-пунктирной линии в области а-фазы, во время закалки претерпевают частичное или полное превращение с образованием объ-емноцентрированной кубической кристаллической решетки.

Молибден — кобальт — никель. Область ц-фазы в дан-ной системе простирается от стороны Со —Мо примерно до содержания 25% Ni, а область 8-фазы —от стороны Ni —Мо до 5% Со; обе области приблизительно параллельны стороне Со — Ni. Тройные соединения в системе не найдены.

Молибден — железо — никель. В этой системе р,-фаза занимает узкую полоску от стороны Fe — Мо приблизительно до содержания 20% Ni, а 5-фаза — от стороны Ni — Mo примерно до 10% Fe. Области существования обеих фаз располагаются почти параллельно стороне Fe —Ni. Тройная фаза Р, изоморфная фазе Р в системе Мо —Сг —Ni, имеет-состав 62% Мо—10% Fe —28% Ni.

Райдаут и Дас рассмотрели вопрос о взаимной связи между составом промежуточных фаз и концентрацией электронных вакансий в подгруппе 3d. Паулинг дает следующие величины вакансий на атом: для хрома 4,66; марганца 3,66; железа 2,66; кобальта 1,71 и никеля 0,61. Концентрацию электронных вакансий Nv для сплавов рассчитывали из величины Nv для компонентов; Nv для молибдена принимали такой же, как для хрома, т. е. 4,66, однако в отдельных случаях для получения лучшего соответствия с экспериментальными данными использовали эмпирическую величину, равную, 5,66. Было найдено, что удлиненная форма области а-фазы в системах Мо — Сг — Со и Мо — Сг — Ni находится в хорошем соответствии с линиями постоянной концентрации электронных вакансий, которая определяется следующим выражением:

Nv = 5,6 (Мо) + 4,66 (Сг) + 2,66 (Fe) + 1,71 (Со) + 0,61 (Ni),

где скобки с химическими символами обозначают долю соответствующих металлов в сплаве, а числовой коэффициент — величину Nv для этих металлов.

концентрация хрома

в сплаве одновременно присутствуют молибден и хром

Аналогично хорошее соответствие наблюдается для ц-фазы в системах Мо — Со—*Fe, Мо — Fe — Ni и Мо — Со — Ni.

Для многих двойных и тройных систем можно достаточно точно определить Nv фаз аир,, если принять эмпирические значения Nv элементов вместо рекомендованных Паулингом. Величины Nv, равные 3,4 для о-фазы и 3,1 для р,-фазы, получаются при использовании следующих значений Nv для элементов:

Элементы N„ v

Мо, Сг, V . . 4,66

Мп 3,2

Fe 2,2

Со 1,71

№ 1,6

Исключением из этого правила является тот случай, когда в сплаве одновременно присутствуют молибден и хром. Если концентрация хрома приблизительно равна или превышает содержание молибдена, то число вакансий в последнем (Nv) равно 5,6 вместо 4,66.

Другие тройные сплавы молибдена

Сплавы молибдена с ниобием, танталом и вольфрамом. Бюкле исследовал порошковые сплавы систем Мо — Nb — Та, Мо — Nb — W и Мо — Та — W и установил, что во-всех случаях образуется непрерывный ряд твердых растворов.

Молибден — углерод — железо. Тройная фазовая диаграмма, по-строенная Такеем , включает в себя двойную диаграмму системы Fe—Мо и простирается до Fe3C и Мо2С. В «Metall Handbook» (1948 г.) приведены изотермические сечения тройной диаграммы Мо — С — Fe до содержания 6% Си вертикальные сечения при содержании 2, 4, 10 и 20% Мо.

Молибден — хром — титан. Эллиот построил ряд изотермических разрезов в интервале температур 550—1300° для сплавов, содержащих 40—100% Ti. Сплавы приготовляли плавлением в дуговой печи с иерасходуемым электродом, подвергали гомогенизации при 1000° в течение 24 час. и затем нагреву при заданной температуре (время выдержки при 550°—720 час. и при 1300° —7 час.). В системе обнаружены а-фаза (компактная гексагональная кристаллическая решетка) при низких температурах, р-фаза (объемноцентрирован- ная кубическая решетка) при высоких температурах и соединение TiCr2, образующееся по перитектической реакции при температуре 685°.

измерения периодов кристаллической решетки

на основании металлографического исследования

Линии в области (a-HP) и границы (а!+р)/р при различных температурах получены на основании измерений периодов кристаллической решетки р-фазы. Фазовые границы при 800 и 850° для сплавов с низким содержанием хрома и молибдена получены по данным закалки, сопровождающейся превращением в а', с помощью металлографического анализа. Изотермы р-фазы, а горизонтальное сечение диаграммы при 600° .

Молибден — марганец — титан. Эллиот исследовал равновесие фаз в интервале температур 550—1150° для указанных сплавов, содержащих 100—60%: Ti. Сплавы приготовляли плавкой в дуговой печи с нерасходуемым электродом в атмосфере инертных газов. Получение гомогенных сплавов, содержащих менее 75 %! Ti, вызвало затруднения, связанные с высокой температурой плавления молибдена и сравнительно низкой температурой кипения марганца. В системе существуют a-фаза (компактная гексагональная кристаллическая решетка), р-фаза (объемноцентрированная кубическая решетка) и соединение TiMn или TiMn2. Границы фаз р/(а + Р) установлены по данным измерения периодов кристаллической решетки, а границы р/(р + соединение) — на основании металлографического исследования.

1. Построены диаграммы состояния богатых молибденом бинарных сплавов, содержащих следующие элементы: алюминий, бериллий, бор, углерод, хром, кобальт, железо, никель, кислород, ниобий, кремний, тантал, титан, вольфрам и ванадий.

2. Определены границы области твердых растворов указанных элементов в молибдене при высоких температурах.

3. Фазовое равновесие в тройных сплавах установлено для системы Мо — Сг — Fe для нескольких температур и системы Мо — Сг — Ni для температуры 1250°. Неполные фазовые диаграммы для 1200° имеются в системах Мо —Сг — Со, Мо — Со —Fe, Мо — Со — Ni и Мо — Fe — Ni при содержании Мо до 60%. Титановый угол фазовой диаграммы разработан для системы Мо — Сг — Ti и Мо;—Mn — Ti.