Analytical expressions of the Fe -Zr - Si - Al system and phase composition of the complex alloy of ferrum-silicon-zirconium

Expresiones analíticas del sistema Fe -Zr - Si - Al y composición de fases de la aleación compleja de ferrum-silicio-circonio

El objetivo se construyó un diagrama del estado del sistema Fe-Zr-Al-Si por el método de diagrama termodinámico. Con la ayuda de modelado, es posible realizar un seguimiento de la estructura de fases de una aleación compleja de ferrum-silicio-circonio. Como resultado de los cálculos, se descubrió que el sistema metálico Fe-Zr-Al-Si consta de 12 tetraedros elementales. La suma de los volúmenes relativos de los tetraedros elementales del sistema Fe-Zr-Si-Al, es igual a uno (1,00000), lo que confirma la exactitud del tetraedro. Se obtiene la ecuación analítica de cada tetraedro. Como resultado, la aleación con un contenido del 25 % de Zr se modela mediante el tetraedro Si-Fe₂Al₅-FeSi₂-Zr₆Si₅. Las composiciones de la aleación con 35 y 50 % de Zr se descomponen en los tetraedros Si-Fe₂Al₅-FeSi₂ - Zr₆Si₅ y Zr₅Si₃-Fe - Fe₂Al₅-FeSi.

INTRODUCCIÓN

Como muestra el examen analítico del mercado mundial de extracción de materias primas minerales, cada año hay menos materias primas minerales de calidad, y la demanda de metal de alta calidad es cada vez mayor. La solución a este problema es el desarrollo de un nuevo complejo de aleación con diversas propiedades físicas y químicas. Un ejemplo de tales aleaciones es una aleación compleja de ferrum-silicio-circonio, donde obtiene alumothermia [1]. Para mejorar la calidad del acero e introducir nuevas tecnologías, es necesario estudiar en detalle los procesos físicos y químicos de la fundición de aleaciones complejas. Cabe señalar que los estudios termodinámicos conocidos de los procesos en sistemas multicomponentes son bastante complejos y requieren enormes costes de mano de obra, material y tiempo para determinar los cálculos matemáticos de un gran número de reacciones independientes.

Una variante alternativa al estudio termodinámico clásico de los procesos en metalurgia es el método de análisis de termodinámica geométrica - análisis de diagramas termodinámicos (TDA), desarrollado por el Instituto Químico Metalúrgico (CMI).

Este método ha demostrado ser el más sencillo y al mismo tiempo uno de los más precisos en el estudio de las transformaciones de fase de los procesos termodinámicos [2, 3].

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

De acuerdo con el objetivo, se analizó el TDA del sistema metálico FeZr-Al-Si. Utilizando este diagrama, es posible predecir la composición de fase de una aleación compleja de ferrumsilicio-circonio a diferentes contenidos de elementos.