1000 K (в зависимости от состава) и ниже спинодального распада го-
могенной ОЦК фазы на основе
α
-железа на две фазы [3]. Одна из этих
фаз (
α
1
)
обогащена железом и кобальтом и обладает ферромагнитными
свойствами, другая фаза (
α
2
)
содержит в себе большое количество хро-
ма и является парамагнитной. Таким образом, по построенным фазо-
вым диаграммам можно предсказывать свойства многокомпонентных
сплавов.
В данной работе описан подход к решению задачи разработки мно-
гокомпонентных магнитных ОЦК сплавов на основе системы Fe-Cr-Co
путем построения термодинамической модели, описывающей фазовые
равновесия. Этот подход был впервые сформулирован в работе [3] и
к настоящему времени уточнен по новым литературным [4, 5] и полу-
ченным нами экспериментальным данным. На основе модели разрабо-
тан численный алгоритм, который реализован и протестирован в виде
программы для ЭВМ на языке C++. С помощью данной программы
можно оперативно получать необходимые сведения о равновесных фа-
зовых составах и объемных долях фаз многокомпонентных сплавов на
основе системы Fe-Cr-Co, затем, опираясь на эти данные, прогнозиро-
вать свойства сплавов, рассчитывать режимы термической обработки
для формирования требуемого структурного состояния до проведения
непосредственных технологических экспериментов, что позволяет со-
кратить продолжительность и стоимость исследований [6].
Описание модели.
В рассматриваемой модели основной пробле-
мой является описание термодинамических потенциалов как функций
состава и внешних условий. В случае твердых растворов, вследствие
незначительных изменений объемов, в качестве термодинамического
потенциала удобно использовать интегральную свободную энергию
Гельмгольца образования системы. Эта величина представляется в ви-
де суммы различных вкладов, рассмотренных ниже.
В модели учтен так называемый химический вклад в молярную
свободную энергию образования раствора. Этот вклад связан с тепло-
вым эффектом и изменением энтропии при смешении (образовании)
раствора. Расчет этого вклада проводился в рамках модели субрегу-
лярных растворов на основе сведений о бинарных системах [7, 8],
которые были впоследствии уточнены по экспериментальным данным
(энтальпиям и избыточным энтропиям образования систем) и фазовым
диаграммам. Концентрационно-температурная зависимость молярной
свободной энергии образования одной фазы
N
-компонентного сплава
описывалась следующей модельной функцией:
Δ
F
с
(x
, T
) =
N
X
i
=1
N
X
j
=
i
+1
w
ij
(
x
i
, x
j
, T
)
x
i
x
j
+
RT
N
X
i
=1
x
i
ln
x
i
,
(1)
36
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2007. № 2
