Влияние висмута на фазовые равновесия, реализующиеся в системах «железо – легирующий элемент»

Аннотация

Проведено термодинамическое моделирование тройных систем Fe–C–Bi, Fe–Ni–Bi и Fe–Mn–Bi в интервале температур 0–1800 °C при давлении 1 бар. Моделирование проводилось с использованием программного пакета FactSage (версия 7.0). Построены вертикальные разрезы диаграмм состояния указанных тройных систем при постоянной концентрации висмута 0,1 мас. % (типичной для промышленных висмутсодержащих сталей повышенной обрабатываемости резанием). Результаты расчётов показывают, что добавление висмута в двойные сплавы «железо – легирующий элемент» уже в количестве 0,1 мас. % приводит к образованию жидкой или твёрдой фазы на основе висмута при температурах ниже температуры плавления основной массы металла во всех исследованных интервалах концентраций. При этом висмут в количестве 0,1 мас. % полностью усваивается расплавом на основе железа. В то же время довольно высокое парциальное давление висмута при температурах существования металлического расплава на основе железа свидетельствует о возможных больших потерях висмута при легировании сталей. Результаты расчёта не противоречат известным сведениям о поведении висмутсодержащих сталей при выплавке и последующей обработке; это показывает, что, несмотря на отсутствие оптимизированных описаний двойных систем Bi–C, Bi–Ni и Bi–Mn, представленная в базах данных FSstel и FactPS пакета FactSage информация может корректно и результативно использоваться для моделирования фазовых равновесий в многокомпонентных легкообрабатываемых сталях, легированных висмутом.