Modeliranje faznih ravnotežij in kinetike homogenizacije zlitin Al-Fe in Al-Fe-SiArbeiter, Jože (Avtor) Medved, Jožef (Mentor) Kugler, Goran (Komentor) zlitine Al-Fehomogenizacijafazne transformacijemodeliranje faznih transformacijdiferenčna vrstična kalorimetrijaDoktorska disertacija obravnava proces homogenizacije izbranih aluminijevih zlitin iz sistemov Al-Fe in Al Fe Si. Raziskani so bili vplivi homogenizacijskega žarjenja na transformacijo metastabilnih faz, ki nastanejo ob neravnotežnem strjevanju. Preverjali smo, kako na transformacijo vpliva temperatura, čas in koncentracija silicija ter kako se spremembe teh parametrov odražajo na lastnostih obravnavanih zlitin. V okviru disertacije smo raziskovali štiri različne zlitine, od tega tri laboratorijsko izdelane (AlFe1, AlFe1Si0,1 in AlFe1Si0,5), s kontroliranimi parametri litja ter eno industrijsko zlitino (AlFe1Si0,1). Za analizo zlitin smo uporabili termodinamične simulacije s programskim orodjem Thermo-Calc, diferenčno vrstično kalorimetrijo, meritve električne upornosti ter svetlobno in vrstično elektronsko mikroskopijo. Rezultati kažejo, da ima dodatek silicija k zlitini AlFe1 vpliv na porazdelitev, delež in morfologijo metastabilnih faz, ki nastanejo med strjevanjem zlitine. Z dodatkom 0,1 mas. % Si se zmanjša vsebnost faze Al6Fe v primerjavi z zlitino AlFe1, dodatek 0,5 mas. % Si pa povzroči nastanek faze AlmFe, kjer je m ? 4,0–4,4. Definirali smo zaporedje poteka transformacije metastabilne faze Al6Fe, ki se začne z raztapljanjem elementov metastabilne in nukleacijo stabilne faze na območju med matrico ?Al in evtektičnim področjem. Zaradi daljšanja difuzijskih poti se transformacija po 4 h nadaljuje znotraj evtektičnega področja. Z dodatkom 0,1 mas. % Si skrajšamo čas, ki je potreben za transformacijo, z 8 h na 4 h pri 600 °C. Izdelan je bil model, ki na osnovi klasične teorije nukleacije in predpostavke o termodinamičnem ravnotežju na meji faza–matrica ter na osnovi Stefanove predpostavke o kvazistacionarnem spreminjanju koncentracijskega profila, omogoča simulacije kinetike transformacije faze Al6Fe v Al13Fe4. V modelu je bilo predpostavljeno, da na hitrost transformacije odločilno vpliva hitrost difuzije železa. Narejena je bila analiza vpliva temperature, površinske napetosti in načina nukleacije na hitrost transformacije faze Al6Fe v fazo Al13Fe4, ki je pokazala, da se z variacijo teh parametrov ni mogoče približati eksperimentalnim rezultatom. Z uporabo efektivnega difuzijskega koeficienta, ki vključuje poleg difuzije železa tudi samodifuzijo aluminija, se rezultati simulacij kinetike transformacije zelo dobro ujemajo z eksperimentalnimi rezultati.20212021-05-06 09:00:02Doktorsko delo/naloga126837sl