ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КАЛЬЦИЯ, МАГНИЯ, АЛЮМИНИЯ И БОРА С КИСЛОРОДОМ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВАХ
Аннотация
Разработана методика расчета диаграмм раскисления и модифицирования стали кальцием, магнием, алюминием и бором. Установлены координаты поверхностей ликвидус оксидных систем B2O3–Al2O3–MgO, B2O3–Al2O3–CaO, B2O3–MgO–CaO при 1600 °С. Определены энергетические параметры теории субрегулярных ионных растворов для изученных оксидных систем. Рассчитаны координаты поверхностей растворимости для систем Fe–Mg–Al–B–O,
Fe–Ca–Al–B–O, Fe–Mg–Ca–Al–B–O. Изучено влияние общего давления на растворимость магния и кальция в жидком железе. Активности компонентов металлического расплава рассчитаны с применением параметров взаимодействия первого порядка (теория Вагнера). Активности компонентов твердых растворов (оксидов и шпинелей) приравнивали их мольным долям.
Показано, что при глубоком рафинировании металла от кислорода лишь незначительная часть бора будет окисляться и эти оксиды войдут в состав оксидных расплавов. Основными неметаллическими оксидными включениями будут магнезиальная шпинель, биалюминат кальция и жидкие оксидные образования. Так называемый свободный бор может быть растворен в жидком металле в количествах, отвечающих равновесию с оксидными фазами.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Baradynceva E.P., Glazunov N.A., Rogovcova O.V. [The Effect of Boron Microalloying on the Hardenability of Steel]. Casting and Metallurgy, 2016. vol. 3. no. 84, pp. 70–74. (in Russ.)
Lyakishev N.P., Pliner YU.L. Lappo S.I. Borsoderzhashchie stali i splavy [Boron Steels and Al-loys]. Мoscow. Metallurgy Publ., 1986. 191 p.
Parusov V.V., Sychkov A.B., Derevyanchenko I.V., Zhigarev M.A. [New Use of Boron in Metal-lurgy]. Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University, 2005, no 1 (9), pp. 15–17. (in Russ.)
Potapov A.I., Semin A.E. [Technological Features of Doping with Boron]. Proceedings of Higher Educational Institutions. Ferrous Metallurgy, 2012. vol. 55. no. 9, pp. 68–69. (in Russ.)
Isaeva L.B., Lev I.E., Velikonskaya N.M., Bezshkurenko A.G. [Prospects for Steel Production with Increased Hardenability Due to Boron]. Collection of Theses of the IX International Scientific and Practical Conference “Casting 2013”, Ukraine, Zaporozhye, 2013, pp. 261–262. (in Russ.)
Kozlov D.V., Risovannyj V.D. [Possibilities of Using Boron Steels in Existing and Prospective Nuclear Reactors]. Proceedings of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2012. vol. 14. no. 4. (4), pp. 966–970. (in Russ.)
Nesterenko A.M., Sychkov A.B. [Dimensional-Geometric Spectra of Steel Doping with Boron and Copper]. Fundamental and Applied Problems of Ferrous Metallurgy: Sat. Scientific Works. Dne-propetrovsk, Bision, 2004, iss. 7, pp. 181–183. (in Russ.)
Mikhailov G.G., Makrovets L.A., Smirnov L.A. Thermodynamic Modelling of Phase Equilibria in Oxide Systems Containing B2O3. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Metallurgy, 2014, vol. 14, no. 4, pp. 11–16. (in Russ.)
Mikhailov G.G., Makrovets L.A., Smirnov L.A. Thermodynamic Analysis of the Coupling Reac-tion of Manganese, Silicon, Magnesium, Calcium, Aluminum with Oxygen in the Boron-Containing Melt Based on Iron. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Metallurgy, 2015, vol. 15, no. 2, pp. 5–12. (in Russ.)
Lysenkova E.V., Stomakhin A.Y. Titanium-Nitride Inclusions in Steel Melts: Thermodynamic Calculations Based on Refined Data. Steel in Translation, 2015, vol. 45, no. 6, pp. 423–426.
Barzakovskiy V.P., Lapin V.V., Bojkova A.I., Kurtseva N.N. Diagrammy sostoyaniya silikat¬nykh sistem. Vypusk 4. Trojnye sistemy [Phase Diagrams of Silicate Systems. Vol. 4. Triple Systems]. Leningrad, Nauka Publ., 1974. 514 p. (in Russ.)
Hamzawy E.M.A., Darwish H. Vitrification and Devitrification Phenomena in the Ternary MgO–Al2O3–B2O3 System. Ceramics International, 2008, vol. 34, pp. 1965–1969.
Kiss S.J. The Influence of B2O3 on Spinel Formation in the Al2O3-MgO-B2O3 System. Sci-Ceram.; Proc. 12th Int. Conf. Saint-Vincent, 23–30 June 1983, Faenza, 1984, vol. 12, pp. 195–198.
Sokolov V.A., Malysheva T.Ya., Gasparyan M.D. Synthesis and Properties of Flux-Cast Refracto-ries in Al2O3-MgO-B2O3 System. Refractories and Inductrial Ceramics, 2008, vol. 49, no. 2, pp. 146–149.
Manerbino A.R., Yi H.C., Guignt J.Y., Moore J.J., Schowengerdt F.D. The Effects of Gravity on the Combustion Synthesis of B2O3-Al2O3-MgO Glass Ceramic Composites. 12th International Pro-ceedings of the Experimental Methods for Microgravity Materials Science, ASM International, April 2, 2000. Document ID: 20010064835 (https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20010064835)
Fletcher B. L., Stevenson J. R., Whitaker A. Phase Equilibria in the System CaO‐MgO‐B2O3 at 900°C. Journal of the American Ceramic Society, 1970, vol. 53, no. 2, pp. 95–97. doi.org/10.1111/j.1151-2916.1970.tb12018.x
Mikhailov G.G., Leonovich B.I., Kuznetsov Yu.S. Termodinamika metallurgicheskikh protses-sov i sistem [Thermodynamics of Metallurgical Processes and Systems]. Moscow, MISIS Publ., 2009. 520 p.
Bůžek Z. Základní termodynamické údaje o metalurgických reakcích a o interakcích prvků v soustavách významných pro hutnickou teorii a praxi. Hutnické aktuality, 1979, vol. 20, no. 1–2, pp. 3–111.
Balkovoy Yu.V., Aleev R.A., Bakanov V.K. Parametry vzaimodeystviya pervogo poryadka v rasplavakh na osnove zheleza [The Parameters of the First Order in the Interaction of Molten Iron-Based]. Moscow, Institute Fermetinformation, 1987. 42 p. (in Russ.)
Steelmaking Data Sourcebook, The Japan Society for the Promotion of Science, The 19th Com-mittee on Steelmaking. Gordon and Breach Science Publishers, New York. NY, 1988, pp. 288–289.
Wang L.J., Liu Y.Q., Wang Q., Chou K.C. Evolution Mechanisms of MgO•Al2O3 Inclusions by Cerium in Spring Steel Used in Fasteners of High-speed Railway. ISIJ International, 2015, vol. 55, no. 5, pp. 970–975.
Park J.H., Todoroki H. Control of MgO•Al2O3 Spinel Inclusions in Stainless Steels. ISIJ Inter-national, 2010, vol. 50, no. 10, pp. 1333–1346.
DOI: http://dx.doi.org/10.14529/met190104
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
