Resumen

Se ha construido un diagrama de la composición de fases del sistema Fe - Si - B en forma de triángulos elementales de fases coexistentes y se ha creado su modelo matemático. Sus secciones isotérmicas se dan en el intervalo de temperaturas de 300 - 2 000 K. El diagrama se compone de fases monocomponentes Fe, Si, B, compuestos binarios Fe₃Si, Fe₂Si, Fe₅Si₃, FeSi, FeSi₂, FeB, Fe2B, SiB₄, SiB₆, SiB₁₄, así como fases ternarias Fe₅SiB₂ y Fe₅Si₂B. Para estimar los tamaños de los campos de cristalización, se calcularon las áreas de los triángulos elementales y se estableció la probabilidad de existencia (prevalencia) de cada compuesto en el espacio de fases del diagrama.

INTRODUCCIÓN

Los diagramas de estado, la composición de fases y las propiedades físicas del sistema Fe - Si - B son de interés para diversos sectores de la economía. Principalmente para la industria de las ferroaleaciones y del acero. La base para la producción de diversos grados de ferrosilicio es el sistema Fe - Si [1], ferroboro aluminotérmico - Fe - B [2] y ferroboro silicotérmico - Fe - Si - B [3]. También se utiliza para crear aleaciones amorfas que tienen propiedades físicas, mecánicas y químicas únicas y están adquiriendo una aplicación más amplia en la industria moderna, especialmente en áreas de alta tecnología, como materiales y revestimientos. En [4] se señala que un ejemplo clásico de obtención de un estado amorfo tras el enfriamiento ultrarrápido de fundiciones metálicas son las aleaciones de hierro-boro, y que al añadirles silicio, la transición al sistema Fe - Si - B aumenta significativamente las características operativas de los productos obtenidos.

Para estos procesos, la tarea principal es la formación de las fases necesarias en el metal o el establecimiento de fases indeseables para su eliminación de diversas maneras. En este trabajo, la tarea consiste en identificarlas mediante el trazado de un diagrama.

La cuantificación de estas fases a partir del diagrama suele realizarse mediante la regla de los segmentos (apalancamiento). Cuando se consideran muchas opciones, este método requiere, aunque sencillos, cálculos que llevan mucho tiempo. En este trabajo, se decidió facilitar este proceso mediante la creación de un modelo matemático del diagrama de composición de fases del sistema Fe - Si - B y su programa informático. El método desarrollado por nosotros para la descripción matemática de los diagramas [5, 6] permite no sólo determinar la composición de fase, sino también calcular la composición química necesaria del metal previsto para la fundición utilizando una composición de fase dada.

METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN

El método principal para construir diagramas de estado es experimental. 

• Materias:Cristalización Diagrama de fase Modelo Matemático
• Subjects:Crystallization Phase diagram Mathematical model
• Palabras claves:Sistema Fe-Si-B; Diagrama de fases; Sección isotérmica; Modelo matemático
• Keywords:Fe-Si-B system; Phase diagram; Isothermal section; Mathematical model