Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Коэффициент термического расширения железа и твердых растворов в нем кремния

01.06.2019

Сведения о термическом расширении чистого железа сообщались многими авторами. Их обзор содержится в монографии Пирсона, а также в других публикациях.

В области низких температур коэффициент термического расширения a-Fe растет с повышением температуры. При этом, согласно
Коэффициент термического расширения железа и твердых растворов в нем кремния

При повышенных температурах зависимость a (T) сложнее. Вопреки данным исследователей и ряда других авторов, согласно которым коэффициент термического расширения неизменен вплоть до точки A3, выяснилось, что на политерме а(T) имеет место достаточно глубокий минимум в точке Кюри и пологий максимум вблизи 500°С (рис. 66). В частности, согласно данным Лера, коэффициент термического расширения железа меняется с ростом температуры следующим образом:

В связи с этим и результаты, и данные Андреевой, согласно которой а10в = 11,6+1,6*10в-3t град-1, следует рассматривать лишь как усредненные, удобные для расчетов характеристики.

Согласно исследованиям ряда авторов при 100°C а = (11,5±1,25)*10в-6 град-1. В связи с этим, а также непомерно высоким температурным коэффициентом представляется, что выражение а10в6 = 13,7 + 3,26*10-3t град-1 предложенное Лилем и Эбелем, приводит к завышенным результатам.

Коэффициенты термического расширения сплавов железа с кремнием изучались многими авторами.

Систематические сведения о свойствах твердых (аna') растворов кремния в железе были получены сначала Серебренниковым и Сохаревым (работавшими с технически чистыми сплавами), а затем Лилем и Эбелем и Андреевой (использовавшими достаточно чистые препараты). Следует заметить, что качественно результаты этих авторов сходны друг с другом и лишь несколько отличаются количественными характеристиками.

Отличительными особенностями этих данных являются, во-первых, весьма слабая зависимость коэффициентов термического расширения сплавов при комнатной температуре от их состава (при 100°C аFe=11,7*10в-6 град-1 и аFe3Si = 13,5*10в-6 град-1) и, во-вторых, весьма существенная зависимость при повышенных температурах (рис. 67). При этом температурный коэффициент для твердых растворов весьма быстро увеличивается с ростом NSi, однако немонотонно — переход неупорядоченной к существенно упорядоченной фазе сопровождается ростом а примерно на порядок. В частности, для сверхструктуры Fe3Si, согласно данным, aFe3Si 10в6 = 12,0+15,0*10-3t, град-1.

Это выражение немногим отличается от ранее установленного Фарка и соавторами, а также Лилем и Эбелем методами высокотемпературной рентгенографии:

соответственно.

Причины столь своеобразной зависимости a(Nsi, T) обсуждались в работах Андреевой с учетом ранее рассмотренных представлений о гетеродесмичности межатомных взаимодействий в твердых растворах и формировании в них направленных Fe—Si-связей. При этом учитывались относительно большие значения a, da/dT и коэффициентов диффузии кремния в сверхструктуре и относительно малые модули нормальной упругости.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: