Химические потенциалы тетрагонального феррита и его равновесие с γ-фазой в сталях

Abstract

Для сталей с бескарбидным бейнитом рассмотрено равновесие тетрагональный феррит/аустенит, возникающее при распаде γ-фазы на примере сплавов Fe-C. Химические потенциалы компонентов вычислялись суммированием соответствующих выражений для α-фазы с кубической решеткой и «тетрагональной» добавкой по теории Зинера–Хачатуряна. Условие равенства химических потенциалов компонентов для двух фаз позволило рассчитать граничные концентрации углерода в α’- и γ-фазах. Установлено, что в тетрагональной α’-фазе рассчитанная концентрация углерода в 40–60 раз выше, чем для обычного кубического феррита. Это открывает новые возможности конструирования высокопрочных сталей со структурой бескарбидного бейнита. For steels with non-carbide bainite equilibrium of tetragonal ferrite/austenite occurring in the decay of γ-phase on the basis of Fe–C alloys is considered. Chemical potentials of the components are calculated by summing the corresponding expressions for α-phase with the cubic lattice and tetragonal additive according to Zener–Khachaturyan theory. The condition of equality of chemical potentials of the components for two phases makes it possible to calculate the boundary concentrations of carbon in α- and γ-phases. It is determined that in a tetragonal α-phase the calculated carbon concentration is 40- 60 times higher than for conventional cubic ferrite. This opens up new possibilities for the construction of high-strength steel with non-carbide bainite structure.