Fundamental experiments on phase stabilities of Fe–B–C ternary systems

Sudo, Ayako; Nishi, Tsuyoshi; Shirasu, Noriko; Takano, Masahide; Kurata, Masaki

doi:10.1080/00223131.2015.1016465

Cited by 16 publications

(8 citation statements)

References 9 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…% and carbon content of 1.3 wt. % at 1375 K. The findings are in good agreement with data given in [5], where it is pointed out that the solidus temperature is 1400 K. In this paper it is shown experimentally the existence of a quasi-binary section and the coordinates of the peritectic point are fixed: the boron content is 5.0 wt. %, carbon content is 3.0 wt.…”

Section: Resultssupporting

confidence: 91%

Liquidus Surface and Spinodal of Fe-B-C Alloys

Filonenko

Galdina

2020

EEJP

View full text Add to dashboard Cite

In this work the study is performed for the specimens of Fe-B-C alloys with boron content of 0.005–7.0 wt. % and carbon content of 0.4–6.67 wt. %, the rest is iron. According to the findings of microstructure analysis, XRD and differential thermal analyses, the primary phases and the temperatures of their formation are determined. Depending on boron content (in the range of 1.5–8.80 wt. %) and carbon content (0.5–6.67 wt. %) in the Fe-B-C alloys, the primary phases in the process of crystallization are γ-Fe, boron cementite Fe3(CB) and boride Fe2В. The outcomes of the experiment carried out in this work determine the phase composition and phase transformations occurring in the alloys and the liquidus surface is constructed. The findings show that the liquidus temperature for Fe-B-C system alloys is low compared to binary Fe-B and Fe-C alloys. At the liquidus surface of the Fe-B-C alloys, there is a point at boron content of 2.9 wt. % and carbon content of 1.3 wt. % with the lowest temperature of 1375 K and it is the point of intersection of monovariant eutectics. This fact is in a good agreement with the results of other authors. The microstructure of alloys located at the curves of monovariant eutectics is represented by the γ–Fe+Fe2B and γ–Fe+Fe3(CB) eutectics and the primary crystals of Fe2B iron boride in the shell of Fe3(BC) boron cementite. In this paper it is shown experimentally the existence of a quasi-binary section and the coordinates of the peritectic point are fixed: the boron content is 5.0 wt. %, carbon content is 3.0 wt. % and the temperature is 1515 K. The free energy of the Fe-B-C melt is calculated for the first time by the quasi-chemical method and the surface of thermodynamic stability of the Fe-B-C melt is plotted, depending on temperature and boron and carbon content in the alloy. The results obtained in the paper show that in order to obtain a homogeneous Fe-B-C melt, which does not contain any microheterogeneous structure in the form of short-order microregions, it is necessary to perform the overheating more than to 180 K for the region where the primary phase is iron, and no less than to 200 K for the regions with boron cementite and boride.

show abstract

Section: Resultssupporting

confidence: 91%

Liquidus Surface and Spinodal of Fe-B-C Alloys

Filonenko

Galdina

2020

EEJP

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Морфологія та будова структурних складових ефективно впливають на механічні й експлуатаційні властивості [6][7][8][9][10]. Одним із елементів, який широко використовують для леґування залізовуглецевих стопів, є Бор [11][12][13][14][15][16]. Стопи Fe-B-C знаходять застосування практично в усіх галузях сучасного виробництва для виготовлення деталів різноманітного обладнання й одержання захисних покриттів [17][18][19][20][21].…”

Section: вступunclassified

Effect of Structure and Cooling Rate on Mechanical Properties and Wear Resistance of Fe–В–С Alloys

Sukhova

2024

Metallofiz. Noveishie Tekhnol.

View full text Add to dashboard Cite

В роботі вивчено структурний стан і фазовий склади стопів Fe-B-C у концентраційному діяпазоні 2,0-9,0% ваг. В, 0,1-0,2% ваг. С (Fe -решта), охолоджених зі швидкостями 10-10 3 К/с. Використано методи мікроструктурної, кількісної металографічної та рентґеноструктурної аналіз. Виміряно мікротвердість, міцність на стиск, коефіцієнти відносної абразивної та газо-абразивної зносостійкости. Заевтектичні стопи Fe-B-C відрізняються підвищеною мікротвердістю, що забезпечує їхній більший опір абразивному зношенню. Доевтектичні стопи характеризуються підвищеною міцністю на стиск, що визначає їхню більшу стійкість в умовах газо-абразивного зношування за кімнатної температури. Найбільшу газоабразивну зносостійкість за температури у 473 К мають заевтектичні стопи завдяки більш високій окалиностійкості їхніх структурних складових. Зі збільшенням швидкости охолодження від 10 до 10 3 К/с структура стопів Fe-B-C змінюється внаслідок зсуву ліній на діяграмі стану в бік залізного кута. В доевтектичних стопах збільшується вміст первинної аустенітної фази, а в заевтектичних стопах зменшується вміст первинної фази Fe2(B,C). За цього мікротвердість стопів підвищується, а міцність на стиск спочатку в інтервалі швидкостей охолодження 10-300 К/с збільшується, а за більших швидкостей охолодження починає зменшуватися. Найліпші експлуатаційні характеристики показують заевтектичні стопи Fe-B-C, охолоджені в інтервалі 8⋅10 2 -10 3 К/с, в структурі яких вміст евтектики Fe-Fe2(B,С) не перевищує 10-20% об.

show abstract

“…ナトリウム冷却高速炉では，仮に炉心損傷事故(CDA)が起きたとしても溶融燃料を原子炉容器内に格納する炉容器内事象終息が達成できるように設計対策を検討している．次世代ループ型高速炉では，再臨界回避方策 (Tobita et al, 2008) が導入され，CDA シナリオは，大まかに「起因過程」，「早期流出過程」，「再配置過程」，「除熱過程」で構成される．「再配置過程」では評価手法開発 (Tobita et al, 2016) が進められてきたものの開発課題が残されており，現在，様々な研究 (Matsuba et al, 2016) が進められている．特に，中性子吸収材である炭化ホウ素 (B4C)が炉心内に混入することは反応度低減効果が大きく，「再配置過程」において再臨界ポテンシャルを更に低減するのに欠かせない重要な現象であり，将来の研究課題として摘出された (Suzuki et al, 2014)． B4C の融点は 2500 °C 程度であるが，ステンレス鋼(SS)と接触することで共晶溶融反応を起こすことが知られている (Nagase et al, 1997)．Fe-B 系では約 1200 °C が共晶点 (Massalski, 1990) であり，Fe-B-C 系でも同程度の温度で共晶により液相化する (Sudo et al, 2015) Post-test observation in Test 2014-1. The B4C block was frozen after the separation from the original position.…”

Section: 緒言unclassified

Post-test material analysis of eutectic melting reaction of boron carbide and stainless steel

Yamano

Takai

Furukawa

2020

Transactions of the JSME (In Japanese)

View full text Add to dashboard Cite

It is necessary to simulate a eutectic melting reaction and relocation behavior of boron carbide (B4C) as a control rod material and stainless steel (SS) during a core disruptive accident in an advanced sodium-cooled fast reactor designed in Japan because the B4C-SS eutectic relocation behavior has a large uncertainty in the reactivity history based on a simple calculation. A physical model simulating the eutectic melting reaction and relocation was developed and implemented into a severe accident simulation code. The developed model must be validated by using test data. To validate the physical model, therefore, the visualization tests of SS-B4C eutectic melting reaction was carried out by contacting SS melts of several kg with a B4C pellet heated up to about 1500 °C. The tests have shown the eutectic reaction visualization as well as freezing and relocation of the B4C-SS eutectic in upper part of the solidified test piece due to the density separation. Post-test material analyses by using X-ray diffraction and transmission electron microscope techniques have indicated that FeB appeared at the B4C-SS contact interface and (Fe,Cr)2B at the top surface of the test piece. Glow discharge optical emission spectrometry has been applied to quantitative analysis of boron concentration distributions. The boron concentration was high at the upper surface and near the original position of the B4C pellet.

show abstract

Fundamental experiments on phase stabilities of Fe–B–C ternary systems

Cited by 16 publications

References 9 publications

Liquidus Surface and Spinodal of Fe-B-C Alloys

Liquidus Surface and Spinodal of Fe-B-C Alloys

Effect of Structure and Cooling Rate on Mechanical Properties and Wear Resistance of Fe–В–С Alloys

Post-test material analysis of eutectic melting reaction of boron carbide and stainless steel

Contact Info

Product

Resources

About