В статье рассматривается фазовая диаграмма четырехкомпонентной металлической системы Cr-Fe-Al-Si, полученная с использованием метода термодинамически-диаграммного анализа (ТДА). Данный метод, разработанный в ХМИ им. Ж. Абишева, позволяет проводить анализ сложных многокомпонентных систем без проведения обширных и трудоемких термодинамических расчетов, что особенно важно при проектировании новых сплавов с заранее заданными свойствами. Построена диаграмма фазового строения системы Cr-Fe-Al-Si, которая графически представлена в виде тетраэдра с четырьмя трехкомпонентными гранями (Fe-Al-Si, Fe-Si-Cr, Si-Al-Cr и Fe-Al-Cr). В результате расчетов выделено 24 элементарных тетраэдра, для которых определены относительные объемы и рассчитаны коэффициенты уравнений трансформации по методу Хиза. Сумма относительных объемов тетраэдров близка к единице (0,9978), что подтверждает корректность разбиения системы.

На примере комплексного сплава алюмосиликохрома (Cr-25; Fe-20; Al-15; Si-40) проведен расчет фазового состава, показано, что данный сплав моделируется тетраэдром №13 (CrSi₂–Si–FeSi₂–FeAl₃). Полученные данные позволяют описать распределение фаз в исследуемом сплаве: 51,9% CrSi₂, 3,4% Si, 19,2% FeSi₂ и 25,3% FeAl₃. Результаты исследования демонстрируют, что метод ТДА является эффективным инструментом прогнозирования фазового состояния металлических систем и оптимизации состава шихты для повышения производительности плавильных агрегатов и качества готовой продукции. Построенные диаграммы могут служить основой для дальнейших экспериментальных исследований и разработки новых технологий выплавки алюмосиликохрома и других сложнолегированных сплавов.

ШАБАНОВ Е.Ж.

PhD, ассоциированный профессор, профессор кафедры Металлургии и горного дела, Актюбинский региональный университет имени К.Жубанова, г. Актобе, Казахстан.

E-mail: yshabanov@zhubanov.edu.k, https://orcid.org/0000-0001-6902-1211

ХИСМАТУЛИН Д.О.

Магистрант, Актюбинский региональный университет имени К.Жубанова, г. Актобе, Казахстан.

E-mail: daniil.h@bk.ru, https://orcid.org/0009-0007-9698-3476

ЖУМАГАЛИЕВ Е.У.

Кандидат технических наук, ассоциированный профессор, профессор кафедры металлургии и горного дела, Актюбинский региональный университет имени К. Жубанова, г. Актобе, Казахстан.

E-mail: yzhumagaliyev@zhubanov.edu.kz, https://orcid.org/0000-0003-2227-0661

1. Shabanov Ye.Zh., Baisanov S.O., Chekimbaev A.F., Zhumagaliev Ye.U., Zhaksylykov D.A. Thermodynamic-Diagram Analysis of the Cr-Fe-Al-Si System // KIMS.–2010.– No.6.– Pp. 85-93.
2. Heath D.L. // Mathematical Treatment of Multicomponent Systems // Journal of the American Ceramic Society. - 1957. - Vol. 40, No. 2. - Pp. 50-53.
3. Zaharov A. M. – V kn.: Diagrammy sostoyanij dvojnyh i trojnyh sistem. Pod redakciej prof. d.t.n. M.V. Zaharova. Moskva, Izd.: «Metallurgiya» 1964g.
4. Glushko V.P. Termodinamicheskie konstanty veshchestv. – M.: Akademiya Nauk SSSR. Vypusk VII. CHast' 1, 1974. 343 s.
5. Morachevskij A.S., Sladkov I.V. Termodinamicheskie raschety v metallurgii // Spravochnik M.:Metallurgiya. 1985.137 s.

Cr-Fe-Al-Si система, фазовая диаграмма, термодинамически-диаграммный анализ (ТДА), алюмосиликохром, тетраэдрическая модель, коэффициенты трансформации, фазовый состав, математическое моделирование