Struktura i właściwości magnetyczne - Instytut Fizyki PAN

Rozdział 3
Materiały objętościowe Fe-Cr
3.1 Diagram faz krystalicznych dla stopów objętościowych Fe-Cr
ChociaŜ wykres równowagi układu pierwiastków Fe i Cr znany jest od dawna
[83 str. 338 i Ref. tam zawarta], to jak pokazują współczesne prace (np.: [23, 84]),
od 1958 roku uległ on pewnej modyfikacji. Zmiana na wykresie równowagowym dotyczy
wartości temperatur granicznych, wyznaczających obszary występowania róŜnych faz
krystalicznych, a zwłaszcza – międzymetalicznej fazy σ-FeCr.
Na wykresie równowagi układu pierwiastków Fe i Cr [23], pokazanym na rysunku 3,
wyróŜnić moŜna zarówno obszary jednofazowe, jak równieŜ dwufazowe. W wysokich
temperaturach, w T > 1667 K (T > 1394 ºC), w całym zakresie zawartości chromu
(x = 0 – 100 at.%) istnieją jednofazowe roztwory stałe (bcc) α–Fe 100-x Cr x . Warto zaznaczyć
w tym miejscu, Ŝe stopy te charakteryzują się przypadkowym porządkiem chemicznym
tworzących je atomów Fe i Cr bądź klasteryzacją danego rodzaju atomów. Jest to ściśle
związane z metodą ich wytworzenia oraz sposobem obróbki termicznej [85].
Dla małych zawartości Cr [23] x < 14.3 at.% oraz zakresu temperatur
T = 1121 – 1667 K (T = 848 – 1394 ºC) obecne są fazy: (i) γ-FeCr (fcc), dla której określony
w T = 1349 K parametr sieci krystalicznej wynosi a = 3.6599 Å [86] oraz (ii) δ-FeCr (bcc),
o stałej sieci a = 2.9315 Å (wyznaczonej w T = 1663 K) [86]. W wąskim zakresie
koncentracji chromu 44.5 ≤ x (at.%) ≤ 50 oraz w obszarze temperatur T = 713 – 1103 K
(T = 450 – 830 ºC) istnieje międzymetaliczna, tetragonalna faza σ. Faza ta znika
w temperaturach poniŜej 713 K, w których stopy Fe-Cr ulegają dekompozycji fazowej na:
fazę bcc bogatą w Fe (α 1 -FeCr) oraz fazę bcc bogatą w Cr (α 2 -FeCr). Dla zawartości Cr
od 7 do 89 at.%, z wyłączeniem obszaru koncentracji Cr charakterystycznych dla fazy σ,
w T > 713 K istnieją obszary współistnienia fazy α-FeCr z fazą σ-FeCr [23].
23