Термодинамический анализ системы Fe-V-O Текст научной статьи по специальности «Математика»

Annotation

It is established that there are vanadium oxides V203, V204, V205. The thermodynamic analysis of the Fe-V-O system is made. The chart of phases stability in this system is constructed and it is shown that at 1273-13743 К the steady oxide is V203.

Keywords: vanadium, oxide, thermodynamic analysis, equilibrium constant, chart of phases stability.

Введение

Ванадий образует с железом твердые растворы замещения. Диаграмма состояния железо - ванадий изображена на рис. 1 [1]. Из нее следует, что область аустени-та огоаничена темпеоатуоами 1173—1673 К.

Рис. 2. Спрямленная кривая седиментации

Выводы

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Разработана методика построения графического изображения функции распределения частиц порошка карбида титана по размерам с использованием металлографического и седиментационного анализов.

2. Разработанный метод построения нормального распределения частиц порошка по размерам значительно проще, чем подсчет частиц при увеличении под микроскопом.

Список литературы

1. Gurevich У., Rotermel P., Savinjih L. The New Resistant Composition

Carbide-Pig iron // Proceedings of 2nd International Conference of DAAM National Estonia. - Tallinn, 2000. - C. 267-268.

2. Гуревич Ю.Г., Нарва B.K.,Фразе Н.Р Карбидосталь. - М: Металлургия,

1988. - 141 с.

3. Щукин Е.Д., Перцов A.B., Амелина Е.А. Коллоидная химия. - М.:

Высшая школа. - 2004. - 145 с.

УДК 621.19

Ю.Г. Гуревич, П.А. Суханов, В.Е. Овсянников Курганский государственный университет

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СИСТЕМЫ FE-V-0

Аннотация

Установлено, что существуют оксиды ванадия V03, V203, V204, V205. Сделан термодинамический анализ системы Fe-V-O. Построена диаграмма устойчивости фаз в этой системе и показано, что при 1273-13743 К устойчивым оксидом является V203.

Ключевые слова: ванадий, оксид, термодинамический анализ, константа равновесия, диаграмма равновесия фаз.

Y.G. Gurevich, P.A. Sukhanov, V.E. Ovsyannikov Kurgan State University

THERMODYNAMIC ANALYSIS OF FE-V-O SYSTEM

Puc. 1. Диаграмма состояния системы Fe

Максимальная концентрация ванадия в аустени-те составляет 1,6 ат.%. При дальнейшем увеличении содержания ванадия образуются растворы на основе б-же-леза (феррита).

Термодинамический анализ системы РеЛЛО В системе Ре-\/-0 возможно существование следующих оксидов: \Ю3, \/2<Э3, \/2<Э4 V 205. В работах [2, 3] показано, что в присутствии железа прочность оксидов \/2<Э4 и V 205 не велика и в присутствии Ре образование этих оксидов невозможно. Оксид \/2Оэ стабилен в широком интервале температур. Таким образом, в системе РеЛЛО необходимо учитывать следующие фазы: [Ре,V], РеОт, РеУ2041,У20зт,У0тг.

В системе возможны следующие реакции: [Fe]T+ 1/202Г= FeOT;

а Р]/2:

Fe О 2

[Fe]T+2[V]T+202r=Fe0-V203T; 1

К3=-

_2_ о7

(1)

(2)

(3)

(4)

60

ВЕСТНИК КГУ. 2012. № 2 (24)

2[V]t+3/20=V203,

Ks =

1

2 D

a • r

3/2

[V]T+l/202(r) = VOT

K7 =

a ■P112

v Лэ,

(5)

(6) (7)

(8)

Температурные зависимости констант равновесия [4]: IgK, = 13740Т-1 - 3,353; (9)

IgK = 79171,6Т1-15,862;

lgK5= 64273Т"112,510;

(10) (11)

1дК7=21700,5Т"1 - 4,238. (12)

В системе [Ре,\/]т, - \/пОт- О 2иг в равновесии с твердым раствором и кислородом сосуществует одна оксидная фаза то при Т =сопб1 С=1. Задаваясь составом твердого раствора с учетом уравнения равенства активности ванадия яг(13) можно определить равновесное парциальное давление кислорода:

Ы ч. lgxr

Q

FK-V

-(1-х/.

(13)

RT

Здесь QFe V= - 159900 Дж [5].

При реализации равновесия в системе [Fe,V]T, - V nOm

- V rO!-0 2ur с двумя оксидными фазами одновременно при Т= const состав сплава определяется однозначно (С=0) совместным решением уравнений (1) и (3):

lgar=2lgKrl/2lgK3/ (14)

Уравнениями (3) и (5):

lgaF=3/2lgK3-2lgKs, (15)

и уравнениями (5) и (7):

lgar=lgK5-3lgK7. (16)

Диаграмма фазовых равновесий в системе Fe-V-O

На рис. 2 изотермы АВ, А'В', аЬ соответствуют равновесию |Fe -V|T-FeOT-02г; ВС, В'С', be—равновесию |Fe-V|T

- FeV204T - 02r;TCD, С 1D\cd — равновесию |Fe-V|T-V203T— 02r; DE, D'E, de — равновесию |Fe- V|T - VOT -02r.

Линия Bb является геометрическим местом точек че-тырехфазных равновесий |Fe-V|T- FeOT- FeV204T - 02r; линия Cc четырехфазных равновесий |Fe-V|T- FeV204.

v„cl

О и Dd характеризует четырехфазное равнове-

сие |Fe—V|T - V203t- VOt- 02

Рис. 2. Равновесие фаз в системе Fe-V-0

Видно, что оксиды FeO и Ре\/204устойчивы при очень низких концентрациях ванадия в сплаве (Xv <4-10~5), а монооксид при Xv> 0,500.

При всех составах сплава, в которых 0,50 > Xv > 4-10~5, стабилен оксид V203. Выводы

1. Термодинамическим анализом установлено, что при температурах 1273-1373 К в системе Fe-V-O наиболее устойчив оксид V203.

2. В сплавах Fe-V при указанных температурах устойчив аустенит.

Список литературы

1. Хансен М., Андерко К. Структура двойных сплавов. - М: Металлур-

гиздат. - 1962. -281 с.

2. Куликов И.С. Раскисление металлов,- М: Металлургия. - 1975. - 316 с.

3. Куликов И.С. Окислы переходных элементов пятой группы // Изв. АН СССР. Металлы. - 1971. - №3. - С. 48-54.

4. Сталеплавильное производство: Справочник / Под общ. ред.

A.M. Самарина. - М: Металлургия. 1964. -Т.1.-С. 24.

5. Stroms Е. К .The Vanadium - Vanadium Carbide System//J. Phys. Chem.

1962. -V.66.-N 8. -P. 1401 —1408.

УДК 621.922.025; 621.923.02

А.Б. Переладов, И.П. Камкин, А.В. Анохин Курганский государственный университет

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННОСТИ ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ

Аннотация

В статье описывается разработанная методика сравнительной оценки теплонапряженности процесса шлифования, в основе которой лежит фиксация и анализ цифровых изображений зон побежалостей, образующихся на боковой поверхности шлифуемых призматических образцов.

Ключевые слова: теплонапряженность, шлифование, цвета побежалости, компьютерный анализ изображений.

А.В. Pereladov, I.P. Kamkin, AM. Anokhin Kurgan State University

ESTIMATION METHOD OF CALORIFIC INTENSITY OF GRINDING

Annotation

The article describes the technique of the comparative assessment of calorific intensity of the grinding process, which is based on the fixation and analysis of digital images of discoloration zones, formed on the side ofthe grinded prismatic samples.

Key words: calorific intensity, grinding, discoloration, computer analysis of images.

Введение

При шлифовании и заточке инструментов из инструментальной стали часто образуются прижоги на обрабатываемой поверхности металла, которые свидетельствуют о ее перегреве. На сопряженных поверхностях, которые не подвергаются обработке, под влиянием температуры возможно образование радужных цветов - цветов побежалости, в результате формирования тонкой прозрачной поверхностной оксидной плёнки и интерференции

СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 7

61