Анотація до роботи:

Довбенко О.І. Фазові рівноваги в потрійних системах хрому з вуглецем і d-металами V групи. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.04 – фізична хімія. Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, Київ, 2003.

Дисертація присвячена встановленню характеру фазових рівноваг та закономірностей будови діаграм стану потрійних систем, утворених хромом з вуглецем і d-металами V групи (Cr–d-M–C). Комплексом методів фізико-хімічного аналізу експериментально досліджено фазові рівноваги у системах Cr–Nb–C та Cr–Ta–C при температурах плавлення-кристалізації сплавів. На підставі отриманих і критично проаналізованих літературних даних побудовані діаграми стану цих систем у повному концентраційному і широкому температурному інтервалах. Потрійні системи представлені у вигляді проекцій поверхонь солідуса і ліквідуса, діаграм плавкості, схем реакцій при кристалізації сплавів та ряду політермічних перерізів.

За топологією діаграми стану системи Cr–Nb–C та Cr–Ta–C відносяться до однієї групи систем із Cr–Tі(Zr,Hf)–C, а система Cr–V–C – до іншої, в яку також входять Cr–Mo(W,Tc,Re)–C.

Сплави на основі квазібінарних евтектик (Cr)+(NbC) і (Cr)+(TaC) мають високий рівень твердості (міцності) при високій температурі (~2 ГПа при 1000С) і можуть бути використані для розробки на їх основі нових жароміцних матеріалів.

1. В результаті експериментального дослідження фазових рівноваг в областях плавлення-кристалізації сплавів систем Cr–Nb–C i Cr–Ta–C та критичного аналізу літературних даних вперше побудовано діаграми стану цих систем для всієї області складів у широкому температурному інтервалі, що включає плавлення (кристалізацію) сплавів. Діаграми стану потрійних систем представлені у вигляді проекцій поверхонь солідуса, ліквідуса, діаграми плавкості, схем реакцій, що проходять при кристалізації сплавів, та ряду політермічних перерізів.

2. У досліджених потрійних системах фази з кристалічною структурою, відмінною від структури бінарних фаз, не утворюються. Будову їх діаграм стану визначає найбільш термодинамічно стабільна проміжна фаза – ГЦК-карбід ніобію (NbC_1-x) чи танталу (TaC_1-x), відповідно. Ця фаза знаходиться у рівновазі з усіма іншими фазами системи, за виключенням твердого розчину на основі ніобію чи танталу.

3. У кожній із досліджених систем знайдено три квазібінарні евтектики: у системі Cr–Nb–C ГЦК-карбід утворює квазібінарні евтектики з фазами на основі хрому, карбіду хрому Cr₇C₃ та фазою Лавеса; у системі Cr–Ta–C дві утворені ГЦК-карбідом танталу з фазами на основі хрому і карбіду Cr₇C₃, а одна – “ГЩУ”-карбідом (Ta₂C) з фазою Лавеса. Істинно квазібінарні розрізи у цих потрійних системах відсутні. По перерізах, у площинах яких лежать вироджені конодні трикутники квазібінарних евтектик, можна здійснити фазову триангуляцію систем.

4. Експериментально досліджені системи Cr–Nb–C та Cr–Ta–C за топологією їх діаграм стану відносяться до однієї групи систем хром–d-метал–вуглець разом із Cr–Tі(Zr,Hf)–C. Важливою, з точки зору практичного використання, ознакою цих систем є існування квазібінарних евтектик, утворених тугоплавкими твердими ГЦК-карбідами d-металів і фазою на основі хрому. Система Cr–V–C за топологією діаграми стану належить до іншої групи систем, в яку входять Cr–Mo(W,Tc,Re)–C. Головною ознакою цих систем є фазова триангуляція вздовж областей твердих розчинів (M₂С) і (Cr₇C₃).

5. Сплави на основі квазібінарних евтектик (Cr)+(NbC) і (Cr)+(TaC) мають високий рівень твердості (міцності), який зберігається до високих температур (~2 ГПа при 1000С), і можуть бути використані для розробки на їх основі жаростійких жароміцних матеріалів.

Публікації автора:

1. Довбенко О.І., Бондар А.А., Великанова Т.Я., Слєпцов С.В. Квазібінарна евтектика (Cr)+(NbС) у системі Cr–Nb–C // Порошк. металлургия. - 2000. - № 5-6. - С. 48-54.

2. Velikanova T.Ya., Bondar A.A., Grytsiv A.V., Dovbenko O.I. Metallochemistry of chromium in ternary systems formed by chromium with d-metals and carbon // Journal of Alloys and Compounds. - 2001. - V. 320. - P. 341-352.

3. Довбенко О.І., Бондар А.А., Великанова Т.Я. Діаграма плавкості системи Cr–Ta–C в області (Cr)-(Ta)-(TaC) // Порошк. металлургия. - 2002. - № 7-8. - С. 75-81.

4. Великанова Т.Я., Бондар А.А., Довбенко О.І. Діаграма плавкості системи Cr-Nb-C в області (Cr)-(Nb)-(NbC) // Порошк. металлургия. - 2002. - № 11-12. - С. 73-80.

5. Dovbenko O.I., Bondar A.A., Velikanova T.Ya., Tsyganenko N.I., Burka M.P., Bilous O.O., Artyukh L.V. Eutectic alloys of the Cr–Nb–C system // Proc. International Conf. Eutectica V. - Dnepropetrovsk (Ukraine). - 2000. - Р. 8-10.

6. Velikanova T.Ya., Bondar A.A., Dovbenko O.I. Phase equilibria in the Cr-Nb-C system // CALPHAD XXVIII International Conf. - Grenoble (France).- 1999. - P. 140.

7. Velikanova T.Ya., Bondar A.A., Dovbenko O.I. The regularity in constitution of phase diagrams for the ternary systems formed by chromium and carbon with d-metals of V group // X International IUPAC Conf. on High Temperature Materials Chemistry. - Juelich (Germany). - 2000. - P. 238.

8. Bilous O.I., Burka M.P., Tsyganenko N.I., Artyukh L.V., Bondar A.A., Velikanova T.Ya., Dovbenko O.I. The structure and high-temperature mechanical properties for ternary alloys based on chromium" // X International IUPAC Conf. on High Temperature Materials Chemistry. - Juelich (Germany). - 2000. - P. 196.

9. Velikanova T., Bilous O., Artyukh L., Bondar A., Tsyganenko N., Dovbenko O. The eutectic alloys refractory metalrefractory carbide as natural composites obtained by crystallization // International Symp. on User Aspects of Phase Diagrams. - Sendai (Japan). - 2000. - Р. 60.

10. Bondar A.A., Velikanova T.Ya., Dovbenko O.I. The Cr – V (Nb, Ta) – C ternary phase diagrams at subsolidus temperature // Sixth International School “Phase Diagrams In Materials Science”. - Kyiv (Ukraine). - 2001. - P. 191.

11. Dovbenko O.I., Bondar A.A., Velikanova T.Ya. Phase equilibria in the Cr-Ta-C ternary system at high temperatures // VIII International Conf. on Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds. - Lviv (Ukraine). - 2002. - P. 45.