Научные разработки (теория)

Термодинамика и термокинетика структурообразования в чугунах и сталях. Изд. 2-е, перераб. и доп. / Сильман Г.И.. – М.: Машиностроение, 2007. – 300 с.

В монографии кратко изложены основные понятия и некоторые правила термодинамики сплавов, включая общие вопросы, ранее изученные недостаточно. В частности, сформулированы несколько правил химической термодинамики, определены условия соблюдения закона межфазного распределения элементов (закона Нернста), выведены уравнения температурной и концентрационной зависимостей коэффициентов межфазного распределения элементов. Значительное внимание уделено изложению, развитию и использованию метода Хиллерта. На его основе разработаны некоторые новые положения геометрической термодинамики и способ расчета разрезов диаграмм состояния тройных и более сложных систем. С использованием методов термодинамического и термокинетического анализов выполнен ряд металловедческих разработок для сложных систем на основе железа. Результатами этих разработок являются некоторые малоизвестные явления и эффекты, новые структурные составляющие, механизмы и условия их формирования. (см. раздел "Монографии...")

Закономерности межфазного распределения элементов в сплавах / Сильман Г.И. // Металловедение и термическая обработка металлов.- 2007.- №8. 

Проведен анализ закона распределения Нернста и определены условия его применимости. Представлены кинетические зависимости коэффициентов межфазного распределения и разработанная на их основе мето­дика определения равновесных коэффициентов распределе­ния элементов. Выведены температурная и концентрационная зависимости коэффициентов распределения. Температурная зависимость приведена к виду, удобному при пересчете для разных температур Проведена оценка особенностей концентрационной зависимости для растворов с разным отклонением от идеальности. Все зависимости проверены экспериментально с оценкой условий их применимости.

Выводы

  1. Закон распределения Нернста (Кi = const) соблюдается только в следующих случаях: если оба раствора являются идеальными, если компонент i в обеих фазах подчиняется закону Генри или если коэффициенты активности компонента в обеих фазах изменяются пропорционально. Во всех остальных случаях Кiconst.

  2. На основе выведенной кинетической зависимости коэффициентов межфазного распределения разработана мето­дика определения равновесных коэффициентов распределе­ния элементов, позволяющая значительно сократить необходимый объем экспериментальных работ. По этой методике требуется определение всего трех точек на кинетической кривой распределения.

  3. Выведенная температурная зависимость коэффициентов распределения приведена к виду, позволяющему проводить пересчёт коэффициентов распределения для различных температур, так как в этом урав­нении параметрами являются экспериментально определённые коэффици­енты распределения и соответствующие температуры.

  4. Выведено уравнение концентрационной зависимости коэффициентов распределения, анализ которой показал, что, если обе рассматриваемые фазы являются растворами на основе одного компонента с отрицательным отклонением от идеальности, то с увеличением содержания в двухфазном сплаве компонента i коэффициент его межфазного распределения изменяется, приближаясь к 1. Если же обе фазы являются растворами с положительным отклонением от идеальности, то зависимость коэффициентов распределения имеет обратный характер.

  5. Все зависимости проверены экспериментально с оценкой условий их применимости.

Методы специальной (несингулярной) полиэдрации диаграмм состояния тройных и более сложных систем / Сильман Г.И. // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику.- Брянск: Изд-во БГИТА, 2007.

Изложены методы несингулярной (конодной и эвтектической) полиэдрации диаграмм состояния тройных и более сложных систем, в том числе и разработанные автором приемы многоступенчатой эвтектической полиэдрации с построением изотермических и политермических сечений. Приведены конкретные примеры применения этих методов и возможности практического использования получаемой при этом информации для разработки сплавов с особыми свойствами, например, сплавов-композитов.

К основным методам несингулярной полиэдрации относятся конодная и эвтектическая (эвтектоидная) полиэдрация. Конодная полиэдрация представляет собой политермическое сечение диаграммы по сложной поверхности, образуемой поворачивающимися конодами в рассматриваемой двухфазной области (или в смежных двухфазных областях с выходом на трехфазную область).

Приемы эвтектической полиэдрации диаграмм используются с целью рассмотрения равновесий в сложных системах с несколькими эвтектическими составляющими. Эвтектическая полиэдрация дает сечение диаграммы по сложной поверхности, определяемой положением одного или нескольких эвтектических тальвегов, позволяя в наиболее полной мере оце­нить температурные и концентрационные условия формирования рассмат­риваемых эвтектических структур. Она дает графическое изображение равновесия эвтектических смесей с расплавом и друг с другом. Для тройных систем эвтектическая полиэдрация проводится в координатах температура – содержание одного из компонентов или отношение ком­понентов, соответствующее положению рассматриваемых тальвегов. Разрез, проведенный по эвтектическим тальвегам, аналогичен диаграмме состояния двойной системы, но роль твердых фаз в этом случае играют эвтектические смеси. При таком изображении диаграмм дости­гается уменьшение их мерности на единицу. Преимуществом этих разрезов является также то, что к ним применимы основные правила, ис­пользуемые при анализе диаграмм состояния (правила концентраций, фаз и отрезков).



Схематичное изображение четырехфазного эвтектического равновесия L+a+g+d (а) и построение сечения диаграммы по эвтектическим тальвегам (б): А, В и С – компоненты, Т – температура, Э1 – двойная эвтектика a+d, Э2 – двойная эвтектика a+g, L – жидкая фаза



Схематичное изображение четырехфазного эвтектически-перитектического равновесия L+a+g+d (а) и построение сечения диаграммы по эвтектическим тальвегам a+d (Э1) и a+g (Э2), находящихся в перитектическом равновесии (б)


Бейнитное превращение в чугунах со стабильно графитизированной структурой / Сильман Г.И., Камынин В.В., Полухин М.С. // Металловедение и терми­ческая обработка металлов, 2007. – №4 – С. 47-51

Проведен анализ процессов, протекающих в чугунах со стабильно графитизированной структурой и с высокой степенью ферритизации исходной структуры в интервале температур промежуточного превращения, связанных как с распадом переохлажденного аустенита и образованием “мезоферрита”, так и с выделением карбидов из a-фазы на заключительном этапе превращения с образованием бейнитной структуры. Особенности образующейся структуры подтверждены экспериментально с помощью металлографического анализа.

Выводы

  • Общими особенностями бейнитного превращения вне зависимости от конкретных сплавов, в которых оно протекает (сталей и чугунов различных видов), являются сочетание диффузионного характера перераспределения углерода и бездиффузионного механизма полиморфного g→a-превращения; образование участков обедненного и обогащенного углеродом аустенита с возможной стабилизацией последних и сохранением их в структуре термически обработанных сплавов; возможно также в интервале температур 500-400оС образование a-фазы по двум механизмам: диффузионному и бездиффузионному.

  • Промежуточное превращение в чугунах со стабильно графитизированной структурой имеет две отличительные особенности:
  • образование структуры неполного превращения, состоящей из мезоферрита и участков аустенита, причем в зависимости от стабильности графитизированной структуры этот процесс может быть ограничен определенными температурно-временными условиями (при недостаточно высокой стабильности) или протекать почти во всем температурном интервале промежуточного превращения (в чугунах со стабильно графитизированной структурой);

  • высокая склонность к ферритизации структуры путем образования обычного феррита или частично диффузионного g→a- превращения при температурах 500-400оС, что обусловлено высоким содержанием кремния в графитизированных чугунах.

Микроструктуры высокопрочных чугунов с неполным бейнитным превращением:

а – с бейнитом вокруг графитного включения, х 500;

б – с бейнитной α-фазой и прослойками аустенита, х 1200;

в – с бейнитом и мелкими хлопьевидными включениями графита, х 500;

г – с расположением мелких графитных включений внутри и на границах зерен бейнитной α-фазы, х 500

Термокинетические особенности формирования структуры графитизированных чугунов / Сильман Г.И. // Металлургия машиностроения, 2006. – № 6. – С.13-19.

Проведено термокинетическое исследование процесса кристаллизации серого низколегированного и высокопрочных чугунов с разным содержанием кремния в массивных отливках при разных условиях охлаждения. Построены кинетические диаграммы кристаллизации чугунов. Выявлено несколько структурных эффектов, в частности, определены термокинетические условия формирования обратного отбела. Экспериментально определены химические составы цементита в поверхностной и центральной зонах отливки. Предложено объяснение механизма обратного отбела, связанное с неравновесной кристаллизацией чугуна и ее влиянием на межфазное распределение элементов, являющееся следствием проявления взаимодействия термодинамических и кинетических факторов (См. раздел “Монографии…”).


Энергетические особенности ступенчатых фазовых превращений в физико-химических системах / Сильман Г.И. // Материаловедение и производство: Межвузов. сб. науч. тр. Вып. 3 / Под ред. Г. И. Сильмана. – Брянск: Изд-во БГИТА, 2003. – С. 71-77.

Рассмотрены энергетические схемы ступенчатых фазовых превращений и показано, что по сравнению с прямыми (одноступенчатыми) превращениями они отличаются меньшей энергоемкостью, т.е. имеют характер “подбарьерных” переходов. Ступенчатые фазовые превращения происходят преимущественно в системах с затрудненной активацией прямых превращений, например, в условиях недостаточно высоких температур или при повышенных скоростях превращений.

О возможности карбидных и карбидно-графитных превращений с участием карбида M7С3 в нелегированных и легированных Fe-C-сплавах / Сильман Г.И. // Известия Тульского государственного университета. Серия “Материаловедение”, 2003. – Вып. 4. – С.22-35.

В сплавах системы Fe-C могут присутствовать карбиды нескольких видов: не только цементит Fe3C, но и карбид Fe7C3. Экспериментально он обнаружен при больших давлениях. Однако и при атмосферном давлении в метастабильной системе Fe-C имеются области составов с этим карбидом. В данной работе рассмотрены термокинетические возможности кристаллизации карбида Fe7C3 в нелегированных Fe-C-сплавах и уточнен характер процессов структурообразования в высокоуглеродистых сплавах с этим карбидом.

Во второй части работы показано, что в комплексно-легированных Fe-C-сплавах можно обеспечить получение композиционной структуры с карбидами М7С3, причем стабилизировать эти карбиды в их конкуренции с цементитом можно как с помощью карбидообразующих элементов (ванадий), так и путем дополнительного легирования сплавов некоторыми элементами-графитизаторами (например, кремнием). Регулированием термокинетических условий процесса кристаллизации сплавов можно формировать структуру, легко преобразуемую при последующей термовременной обработке к композиционному виду. В этом случае реализуется процесс ступенчатого структурообразования с протеканием специальных карбидных и карбидно-графитных превращений.

Номограмма для оценки влияния легирующих элементов на термодинамическую активность углерода в расплаве Fe-C / Сильман Г.И. // Материаловедение и производство: Межвузов. сб. науч. тр. Вып. 3 / Под ред. Г. И. Сильмана. – Брянск: Изд-во БГИТА, 2003. – С. 64-70.

С использованием расчетных зависимостей, ранее выведенных автором, и известных экспериментальных данных по параметрам взаимодействия в жидком железе углерода с другими элементами разработана номограмма для оценки значений термодинамической активности углерода в легированном расплаве. В номограмме учтены температурные и концентрационные зависимости активности углерода и параметров взаимодействия. Номограмма может быть использована во многих случаях, когда требуется качественная или полуколичественная оценка влияния легирующих элементов.

Методика расчета политермических разрезов диаграмм состояния сложных систем / Сильман Г.И. // Материаловедение и производство: Межвузов. сб. науч. тр. Вып. 3 / Под ред. Г. И. Сильмана. – Брянск: Изд-во БГИТА, 2003. – С. 105-117.

Предложена методика прямого расчета и построения политермических разрезов диаграмм состояния тройных и более сложных систем применительно к мало- и среднелегированным сплавам. Проведенный анализ систем железо - углерод - легирующие элементы показал, что легирование чугунов и сталей малыми количества­ми таких элементов, как кремний, хром, марганец и ванадий, оказывает существенное влияние на структурообразование и свойства сплавов. Влияние этих элементов усиливается в сплавах, сохраняющих ликвационную неоднородность.

Термодинамическая оценка влияния нескольких легирующих элементов / Сильман Г.И. // Материаловедение и производство: Межвузов. сб. науч. тр. Вып. 3 / Под ред. Г. И. Сильмана. – Брянск: Изд-во БГИТА, 2003. – С. 99-104.

Выведены зависимости, характеризующие влияние комплекса легирующих элементов на термодинамическую активность одного из основных компонентов сплава (например, на активность углерода в легированных Fe-C-сплавах). Рассмотрены случаи аддитивного и неаддитивного действия элементов. Оба эти случая проиллюстрированы конкретными примерами.

Углеродные эквиваленты элементов в чугунах / Сильман Г.И. // Металловедение и термическая обработка металлов, 2002. – №1. – С.26-29.

Приведена методика расчета углеродных эквиваленов легирующих и примесных элементов в чугунах. Показано, что взаимные эквиваленты элементов (и в частности углеродные эквиваленты) в равновесных сплавах являются термодинамическими параметрами и зависят от химического состава сплавов. Значения углеродных эквивалентов легирующих элементов и примесей в чугуне могут быть рассчитаны по выведенным в работе зависимостям или определены с использованием геометрической интерпретации этих зависимостей. Углеродные эквиваленты элементов существенно зависят от содержания углерода в чугуне. С увеличением содержания углерода в доэвтектическом чугуне их численные значения возрастают для элементов-графитизаторов и уменьшаются для элементов-антиграфитизаторов. Используемые обычно значения углеродных эквивалентов соответствуют содержанию углерода в чугуне около 4%, т. е. характерны для чугунов, близких к эвтектическим.

Анализ структурообразования в чугунах и их классификация по стабильности высокоуглеродистых фаз / Сильман Г.И. // Металлургия машиностроения, 2002. – № 5(8). – С.17-23.

Неравновесное структурообразование в мно­гофазных системах может быть как прямым, так и многоступенчатым. По мере увеличения переохлаждения из структуры сплава могут исчезать стабильные равновесные фазы, за­меняясь метастабильными, что обусловливает ступенчатый характер перехода к равновес­ным структурам. Результаты анализа приме­нительно к чугунам (в частности, к сплавам систем Fe-C-Cr и Fe-C-Cr-Si) позволили не только рассмотреть возможные схемы форми­рования структуры в этих сплавах, но и прове­сти их классификацию по термодинамической стабильности высокоуглеродистых фаз. На осно­ве рассмотренных схем кристаллизации выяв­лены и объяснены некоторые явления в леги­рованных чугунах и обоснованы особые воз­можности структурообразования.

По структуре в стабильном состоянии рассматриваемые сплавы можно разделить на три основные группы:

1. Стабильно графитизнрующиеся чугуны (серые с пластинча­тым графитом, высокопрочные с шаровидным и вермикулярным графитом, ковкие). В зависимости от термокинетических условий кристаллизации в этой группе можно выделить несколько видов сплавов с неравновесной структурой:

  • Полностью графитизированные чугуны.
  • Чугуны с частичным метастабильным отбелом (или половинчатые чугуны с метастабильным цементитом).
  • Белые чугуны с метастабильным цементитом.
  • Поверхностно отбеленные чугуны.
  • Чугуны с обратным отбелом.

2. Стабильно белые чугуны. По виду и стабильности высокоуглероди­стых фаз в литой структуре их можно подразделить на следующие виды:

  • Белые чугуны со стабильным цементитом.
  • Белые чугуны со специальными карбидами.
  • Белые чугуны со специальными карбидами и метастабильным цементитом.
  • Половинчатые чугуны с метастабильным графитом.

3. Стабильно половинчатые чугуны. По способу получения они могут быть нескольких видов:

  • Половинчатые чугуны в литом состоянии (карбидная фаза – цементит).
  • Белые чугуны с метастабильным цементитом в литом состоянии и стабильно половинчатые после отжига.
  • Половинчатые чугуны со специальными карбидами (они могут быть получены как в литом состоянии, так и после отжига).

Оценка условий, обеспечивающих самозакаливаемость литых твердых сплавов / Сильман Г.И., Серпик Л.Г., Дмитриева Н.В. // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику. Т.1. – Брянск: Изд-во БГИТА, 2002. – С.128-131.

Предельные диаграммы состояния и их интерпретация / Сильман Г.И. // Материаловедение и производство. Вып.2: Межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. Г. И. Сильмана. Брянск: Изд-во БГИТА, 2001. С. 7-16.

Рассмотрены некоторые виды предельных диаграмм состояния двойных систем. На этих диаграммах отдельные фазовые области представлены в “вырожденном виде”, например, двумерная однофазная область вырождена в линию, область двухфазного или трехфазного равновесия – в точку. Показано, что такие диаграммы не могут соответствовать реальным системам, так как они построены с нарушением основных принципов и правил геометрической термодинамики. Изображение предельных диаграмм может быть принято в качестве условного приема с учетом масштабного фактора. (См. раздел “Монографии…”, “Термодинамика и термокинетика структурообразования в чугунах и сталях”).

Взаимные эквиваленты элементов в двухфазных сплавах / Сильман Г.И. // Материаловедение и производство. Вып.2: Межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. Г. И. Сильмана. – Брянск: Изд-во БГИТА, 2001. – С. 28-40.

При исследовании многокомпонентных систем часто используют взаимные эквиваленты элементов, сводя весь химический состав сплава к эквивалентному содержанию рассматриваемого компонента. Взаимные эквиваленты элементов имеют термодинамический характер и могут быть рассчитаны на основе положений термодинамики сплавов. В работе приведен вывод уравнений для углеродных эквивалентов легирующих элементов в системах железо - углерод - легирующий элемент с последующей геометрической интерпретацией уравнений и переходом от этого частного случая к общей оценке взаимных эквивалентов элементов в тройных двухфазных системах.

Принцип химического соответствия Я. С. Уманского и условия его применимости / Сильман Г.И. // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику. Т.1. – Брянск: Изд-во БГИТА, 2001. – С. 55-56.

Рассмотрено правило Уманского и условия его применимости. Предложено дополнительное условие применимости этого правила. (См. раздел “Монографии…”, “Термодинамика и термокинетика структурообразования в чугунах и сталях”).

Методика определения количества аустенита в комплексно-легированных Fe-С-сплавах / Сильман Г.И., Томас В.К., Серпик Л.Г // Материаловедение и производство. Вып.2: Межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. Г. И. Сильмана. – Брянск: Изд-во БГИТА, 2001. – С.77-82.

Приведена расчетно-экспериментальная методика определения количества аустенита в структуре легированных Fe-C-сплавов со специальными карбидными фазами типа МС или М7С3. Расчетная часть методики связывает химический состав сплава с количеством непревращенного аустенита с учетом состояния сплава и вида его термической обработки. Экспериментальные параметры, используемые в этой методике в качестве исходных данных, получены с помощью рентгеноспектрального анализа нескольких сплавов соответствующей группы (по химическому составу и термической обработке).


Зависимость количества аустенита в структуре матрицы сплавов от параметра аустенитизации ПА:

1 – литое состояние,

2 – после закалки,

3 – после закалки и однократного отпуска,

4 – после закалки и двукратного отпуска.

ПА= С+Mn+Mo+0,5Cr-0,5Si.

Методика оценки стабильности структуры половинчатого чугуна / Сильман Г.И., Камынин В.В. // Материаловедение и производство. Вып.2 : Межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. Г. И. Сильмана. – Брянск: Изд-во БГИТА, 2001. – С. 100-103.

В стабильно половинчатых чугунах графит и карбиды находятся в термодинамическом равновесии и не могут быть полностью удалены из структуры. Приведена методика оценки такой структуры с использованием параметров стабильности Пст. В качестве исходных данных для расчетов используются результаты фазового анализа сплавов. Параметр стабильности рассчитывается по уравнению: Пст= ∑ЭCr,i×Bi , где ЭCr,i– хромовый эквивалент i-го элемента, Bi – содержание i-го элемента в % масс.

Использование диаграмм состояния сложных систем в материаловедческих разработках / Сильман Г.И. // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику. Т.2. – Брянск: Изд-во БГИТА, 2000. – С. 3-4.

Влияние условий охлаждения и переохлаждения на структурообразование в чугунах и сталях при их кристаллизации / Сильман Г.И. // Материаловедение и производство: Юбилейный сб. науч. тр. / Под ред. Г.И. Сильмана. – Брянск: Изд-во БГИТА, 2000. – С.6-24.

Показано, что по мере увеличения переох­лаждения из структуры сплава может исчезать равновесная фаза, заменяясь одной или несколькими метастабильными фазами, состав которых распола­гается в интервале между составами равновесных твердых фаз. Такой вывод полностью отвечает принципу химического соответствия Я.С. Уманского.

Неравновесное структурообразование в многофаз­ных системах может быть как прямым, так и многоступенчатым. По мере увеличения переохлаждения из структуры сплава могут исчезать равновес­ные (стабильные) фазы, заменяясь метастабильными, что обусловливает ступенчатый ха­рактер перехода к равновесным структурам.

Использование термодинамического подхода в металловедческих разработках / Сильман Г.И. // Повышение качества машин, технологической оснастки и инструментов. – Брянск: Изд-во БГТУ, 1999. – С.94-98.

Термодинамическое объяснение обратного отбела в чугунных отливках / Сильман Г.И., Жаворонков Ю.В. // Материаловедческие проблемы в машиностроении: Межвуз. сб. научных тр. – Брянск, 1998. – С.52-55.

Разработка методологии создания высокопрочных и износостойких сплавов с композитной структурой / Сильман Г.И. // Повышение качества транспортных и дорожных машин: Межвуз. сб. науч. тр. – Брянск: Изд-во БИТМ, 1994. – С.107-113

Использование принципов композиционного упрочения при разработке новых сплавов / Сильман Г.И. // Технологическое повышение надежности и долговечности машин и инструмента: Межвуз. сб. науч. тр. – Брянск: изд-во БИТМ, 1990. – С.92-97.

Математическая модель прокаливаемости сталей / Сильман Г.И., Серпик Л.Г. // Проблемы повышения качества отливок. – Брянск: Изд-во ЦНТИ, 1990. – С.40-44.

Неравновесное структурообразование в сложных системах / Сильман Г.И. // Журнал физической химии, 1989. – Т.63. – №12. – С.3186-3191.

Проведен анализ путей кристаллизации расплавов в зависимости от степени переохлаждения. Прослежены случаи соблюдения и несо­блюдения принципа химического соответствия Я. С. Уманского и влия­ние механизма фазообразования. Методами физико-химического анали­за получены кинетические диаграммы кристаллизации двух чугунов, доэвтектического с шаровидным графитом и комплексно-легированного заэвтектического. Установлено, что их кристаллизация происходит в со­ответствии с изложенной схемой.

Расчет эвтектических равновесий в легированных сплавах с использованием ЭВМ / Сильман Г.И. // Закономерности формирования структуры сплавов эвтектического типа. Ч.1.– Днепропетровск: Изд-во ДметИ, 1986. – С.62-64.

Термодинамические основы метастабильной графитизации сплавов / Сильман Г.И., Жуков А.А., Жаворонков Ю.В. //Термодинамика процессов формирования структуры литых сплавов. – Киев: Изд-во ИПЛ АН УССР, 1986. – С.104-108.

Исследование влияния марганца на структурообразование в стали 20Л аустенита / Сильман Г.И., Соколовский М.С., Бекерман Ф.А., Царьковская Н.И. // Металловедение и термическая обраб. металлов, 1986. – № 11. – С.27-31.

В структуре нормализованной стали типа 20Г могут появляться участки зернистого бейнита, представляющие собой ферритные зерна с расположеными внутри них микрозонами остаточного аустенита в количестве 10…15%, обеспечивающими дисперсионное или компо­зиционное упрочнение стали. Особенно значительным уп­рочнение может быть в случае мартенситного превращения аустенита. При оптимальном химическом составе стали 20Г эффект упрочнения не сопровождается снижением пластичности и ударной вязкости стали. Однако при избыточном содержании марганца воз­можно образование межзеренных аустенитных оторочек, претерпевающих промежуточный или мартенситный распад, что приводит к значительному охрупчиванию стали.

К вопросу о взаимной растворимости фаз / Сильман Г.И. // Изв. вузов. Черная металлургия, 1984. – № 5. – С.10-13.

Анализ процессов, протекающих в углеродистых сталях при изотермическом превращении аустенита / Сильман Г.И. // Металловедение и термическая обраб. металлов, 1984. – № 6. – С.5-8.

Методика расчета диаграмм состояния тройных систем с использованием коэффициентов межфазного распределения элементов. Ч.1. Двухфазное равновесие / Сильман Г.И. // Журнал физической химии, 1983. – Т.57. – №2. – С.307-313;

Приведена разработанная автором методика термодинамического рас­чета диаграмм состояния тройных систем в областях двухфазного рав­новесия. Отличительной особенностью методики является введение до­полнительного экспериментального звена с определением коэффициентов межфазного распределения элементов в рассматриваемых двухфазных об­ластях. Такая методика существенно упрощает расчет диаграмм состоя­ния и обеспечивает уменьшение погрешностей расчетов. Особенно на­дежными являются результаты расчетов для узких интервалов концентраций одного из компонентов (например, для легированных железоуглеродистых сплавов).

Методика расчета диаграмм состояния тройных систем с использованием коэффициентов межфазного распределения элементов. Ч.2. Трех- и четырехфазное равновесие / Сильман Г.И. // Журнал физической химии, 1983. – Т.57. – №3. – С.548-554.

Приведена методика расчета вершин конодных треугольников и че­тырехугольников, определяющих положение областей многофазного рав­новесия на изотермических разрезах диаграмм состояния тройных систем. Проведена оценка влияния температуры на положение конодных треугольников в зависимости от их характера. Разработана методика расчета политермических разрезов диаграмм для узких пределов изме­нения концентрации одного из компонентов системы, в том числе и раз­резов по тальвегам. Рассмотрен характер процессов, протекающих при образовании и разделении областей четырехфазного равновесия.

Оценка влияния легирующих элементов на структурообразование в чугуне в равновесных и неравновесных условиях / Сильман Г.И., Жуков А.А., Жаворонков Ю.В. // Вопросы формирования структуры сплавов. – Днепропетровск: Изд-во ДГУ, 1983. – С.161-172.

О показателе стабильности чугуна / Сильман Г.И., Жуков А.А. // Изв. вузов. Черная металлургия.- 1982. – № 5. – С. 121-124.

Влияние легирующих элементов на структурообразование чугуна в неравновесных условиях / Сильман Г.И., Жаворонков Ю.В.. Жуков А.А. // Закономерности формирования структуры сплавов эвтектического типа. – Днепропетровск: Изд-во ДметИ, 1982. – С.112-114.

Теоретические основы и технологические особенности позднего модифицирования литой стали / Жуков А.А., Сильман Г.И.,. Платонов А.Н // Литейное производство в автомобилестроении. Вып.2. – М.: Изд-во МАМИ, 1982. – С.12-20.

Эвтектическая полиэдрация диаграмм состояния тройных и четверных систем / Сильман Г.И. // Закономерности формирования структуры сплавов эвтектического типа. – Днепропетровск: Изд-во ДметИ, 1982. – С.16-18.

Методика термодинамического анализа эвтектических и перитектических равновесий в тройных и более сложных системах / Сильман Г.И. // Закономерности формирования структуры сплавов эвтекти-ческого типа. – Днепропетровск: Изд-во ДметИ, 1979. – С.35-37.

Некоторые вопросы геометрической термодинамики двух- и трехкомпонентных систем / Жуков А.А., Сильман Г.И. // Диаграммы состояния в материаловедении. – Киев: Изд-во ИПМ АН УССР, 1979. – С.100-112.

Оценка влияния кинетических факторов на межфазное распределение элементов / Сильман Г.И. // Журнал физической химии, 1978. – Т.52. – №1. – С.104-106.

Рассматривается вопрос о распределении элементов при кристаллизации сплавов и перераспределении элементов при гомогенизирующей обработке. Разработана методика расчета равновесных значений коэффициентов распределения по их неравновесным значениям, определяемым экспериментально.

Оценка взаимного влияния компонентов тройной системы на термодинамические активности в двухфазной области / Сильман Г.И. // Журнал физической химии, 1977. – Т.51. – №5. – С.1044-1047.

На основе геометрической интерпретации уравнения Хиллерта, пред­ложенной автором, в работе выведены более общие зависимости,, позво­ляющие проводить оценку взаимовлияния всех компонентов тройной двухфазной системы. Показано, что уравнение Хиллерта и его модифика­ции имеют частный характер, поскольку они определяют влияние третье­го компонента при изменении состава двухфазной системы вдоль линий изоконцентрации одного из основных компонентов системы. При другом характере изменения состава системы может резко измениться и харак­тер взаимовлияния компонентов, причем не только в количественном от­ношении, но и по знаку.

Термодинамический анализ процессов взаимодействия лигатур ЖКМК с жидким чугуном / Сильман Г.И., Жуков А.А., Перегудов Л.В. и др. //Теория и практика производства высокопрочного чугуна. – Киев: Изд-во ИПЛ АН УССР, 1976. – С.127-131.

К вопросу о выборе стандартного состояния компонентов многофазных систем / Сильман Г.И. // Изв. вузов. Черная металлургия.- 1976. - № 7. – С.8-13.

Выведены уравнения для сопоставления термодинамических активностей компонентов при различных стандартных состояниях. Приведены примеры пересчета активностей при переходе от одного стандартного состояния к другому.

Четырехфазное равновесие в тройных системах / Сильман Г.И. // Изв. вузов. Черная металлургия.- 1975. – №1. – С.124-127.

О некоторых принципах построения изотермических разрезов диаграмм состояния тройных систем / Сильман Г.И. //Общие закономерности в строении диаграмм состоянии металлических систем. – М.: Наука, 1973. – С.94-97.

Использование принципов геометрической термодинамики при анализе и построении диаграмм состоянии тройных систем / Сильман Г.И., Тейх В.А. // Общие закономерности в строении диаграмм состоянии металлических систем. – М.: Наука, 1973. – С.100-102.

Методика термодинамического анализа тройных систем в области трехфазного равновесия / Сильман Г.И. // Диаграммы состояния металлических систем. – М.: Наука, 1971. – С.233-237.

Расчет термодинамических активностей компонентов в тройных системах / Сильман Г.И. // Термодинамика, физическая кинетика структурообразования и свойства чугуна и стали. Вып.4. – М.: Металлургия, 1971. – С.48-57.

Проведено видоизменение уравнения Хиллерта. Выведены несколько более точных уравнений.

Структура стали и чугуна и принцип Шарпи / Жуков А.А., Эпштейн Л.З., Сильман Г.И. // Изв. АН СССР. Металлы, 1971. – №2. – С.145-152.

О некоторых вопросах термодинамики системы Fe-C в двухфазной области аустенит (феррит) – цементит / Сильман Г.И., Фоминых И.П. // Изв. вузов. Черная металлургия.- 1967. – №9. – С.130-133.