Белов Б.Ф., Троцан А.И., Бродецкий И.Л., Иценко А.И., Рябчиков И.В.

(ИПМ НАН Украины, г. Киев;  НПО «Перспектива», г. Запорожье)

Титан относится к химически активным элементам, образует термодинамически прочные оксиды, карбиды, нитриды и используется для микролегирования сталей специального назначения. Структурно-химический анализ системы FeO-TiO₂ определяет ряд оксидных промежуточных фаз и позволяет не только исследовать механизм шлакообразования в пирометаллургических процессах, но и установить последовательный ряд промежуточных  металлических фаз, образующихся при руднотермическом переделе.

Системным классификатором сплавов ферротитана является полигональная диаграмма состояния (ПДС) бинарной системы Fe - Ti (рис.1), построенная разработанным нами методом [1] и включающая 11 промежуточных фаз:

Fe®Fe₁₂Ti®Fe₆Ti®Fe₄Ti(Э₁)®Fe₃Ti®Fe₂Ti®Fe₃Ti₂(Э₂)®FeTi®FeTi₂(Э₃) ® ®FeTi₃® FeTi₄®FeTi₆®Ti.

Промежуточные фазы – интерметаллиды, образующиеся в результате химических реакций исходных компонентов, представлены титанидами железа разной природы: эвтектоидные, эвтектические, перитектоидные, сингулярные. На классической диаграмме (вставка на рис.1) известны лишь три интерметаллида и три эвтектики, находящиеся среди промежуточных фаз полигональной диаграммы, что свидетельствует как об адекватности экспериментальных и теоретических данных, так и о значительно большей информативности ПДС.

Промышленные сорта ферротитана гостированы (ГОСТ 4761-91) для составов ФТи25®ФТи30®ФТи35®ФТи40®ФТи70. На основании полученных результатов марочный состав сплавов составляет ряд ФТи5®ФТи10®ФТи15® ®ФТи20®ФТи30®ФТи35®ФТи45®ФТи60®ФТи75®ФТи80, который расширен за счет низко- и высоколегированных сплавов. При этом из приведенного  маркировочного  ряда стабильными  являются сплавы на базе эвтектоидных

.

Рис. 1 – Полигональная диаграмма  системы  Fe –Ti

(ФТи10, ФТи20 и ФТи70), перитектоидных ФТи80 и сингулярных (ФТи30, ФТи45) фаз полиго­нальной  диаграммы  железо - титан,  которым  отвечают  интерметаллиды:   Fe₆Ti®Fe₃Ti®FeTi₃;  FeTi₆;  Fe₂Ti®FeTi.  Эвтектические и перитектические сплавы образуются в жидком со­стоянии и распадаются при затвердевании, эвтектоидные и сингулярные существуют в твердом виде.

Таким образом, проведенным структурно-химическим анализом системы  Fe-Тi определены оптимальные составы сплавов ферротитана, отвечающие стехиометрическому составу интерметаллидов  в области их гомогенности.

1. Белов Б.Ф. Метод побудови полігональних діаграм стану потрійних металургійних систем / Б.Ф. Белов, І.Д. Буга, А.І. Троцан та інш.// Свідоцтво про державну реєстрацію авторського права на твір №48344 від 18.03.2013.