ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЙ ОКСИДНОЙ СИСТЕМЫ FeO–MnO–MgO–SiO2. СООБЩЕНИЕ 2. ТРОЙНЫЕ ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЙ FeO–MnO–SiO2, FeO–MgO–SiO2, MgO–MnO–SiO2
DOI:
https://doi.org/10.32339/0135-5910-2024-5-5-12Ключевые слова:
диаграмма состояний, моделирование, фазовые равновесия, силикаты марганца, силикаты магнияАннотация
Знание термодинамики и фазовых равновесий силикатных расплавов FeO–MnO–MgO–SiO2 и твердых растворов силикатов системы MnO–MgO–SiO2 позволяет прогнозировать появление неметаллических включений в стали. В систему FeO–MnO–MgO–SiO2 входят шесть двойных и четыре тройные диаграммы состояний оксидных систем. Ранее изучены диаграммы состояний двойных FeO–MnO, FeO–MgO, FeO–SiO2, MnO–MgO и тройной FeO–MnO–MgO оксидных систем. В данной работе построены диаграммы состояний систем FeO–MnO–SiO2, FeO–MgO–SiO2 и MgO–MnO–SiO2. При расчете использована теория субрегулярных ионных растворов, учитывающая зависимость координационного числа от состава расплава, которая достаточно точно описывает диаграммы с двумя несмешивающимися жидкостями и согласуется с экспериментальными данными, представленными в литературе. В работе подобраны энергетические параметры данной теории для расчета активностей компонентов оксидного расплава каждой из исследуемых систем, а также параметр теории регулярных ионных растворов для расчета активности компонентов магниево-марганцевого ортосиликатного раствора |Mg2SiO4, Mn2SiO4|. Полученные данные по диаграммам состояний систем, входящих в систему FeO–MgO–MnO–SiO2, позволят установить равновесные с жидким металлом неметаллические включения в системе Fe–Mg–Mn–Si–O.
Библиографические ссылки
Самойлова О. В., Макровец Л. А., Бакин И. В. Термодинамическое моделирование фазовых равновесий в оксидной системе FeO–SrO–SiO2 // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». 2019. Т. 19. № 4. С. 10–18. DOI: 10.14529/met190402.
Михайлов Г. Г., Макровец Л. А., Самойлова О. В. Термодинамическое моделирование диаграмм состо-яния двойных и тройных оксидных систем, принадлежащих к системе FeO–MgO–MnO–Al2O3 // Новые огнеупоры. 2020. № 6. С. 47–50. DOI: 10.17073/1683-4518-2020-6-47-50.
Макровец Л. А. Диаграммы состояний оксидной системы FeO–MnO–MgO–SiO2. Сообщение 1. Двойные оксидные системы MnO–SiO2 и MgO–SiO2 // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и эко-номической информации. 2023. Т. 79. № 7. С. 575–583.
Михайлов Г. Г., Леонович Б. И., Кузнецов Ю. С. Термодинамика металлургических процессов и систем. — М.: Изд. дом МИСиС, 2009. — 520 с.
Fujim H., Maruhashi S. Equilibrium between FeO–MnO–SiO2 Slags and Molten Iron // Tetsu-to-Hagane. 1955. V. 56. № 7. P. 830–851. DOI: 10.2355/tetsutohagane1955.56.7_830.
Mukai K., Sakai H., Sano K. On Non-metallic Inclusions in Liquid Iron Containing Si and Mn or Si, Mn, and Al // Transactionsof the Iron and Steel institute of Japan. 1969. V. 9. P. 203–215.
Kishimoto M., Fujii S., Mori K., Kawai Y. Interdiffusivity of CaO–FeO in the Liquid CaO–FeO–SiO2 System // Transactions of the Japan Institute of Metals. 1984. V. 25. № 3. P. 197–204. DOI: 10.2320/MATERTRANS1960.25.197.
Ban-ya S., Hino M., Yuge N. Activity of the Constituents in FetO–SiO2–MnO Slags in Equilibrium with Solid Iron // Tetsu-to-Hagane.1985. V. 71. № 7. P. 853–860. DOI: 10.2355/TETSUTOHAGANE1955.71.7_853.
Takagawa T., Ueda S., Ike H. etc. Production of Mn–Fe Alloy from Slag Generated in Mn-removal Treatment of Molten Cast Iron // ISIJ International. 2009. V. 49. № 11. P. 1673–1677. DOI: 10.2355/isijinternational.49.1673.
Murad A.-B. A Study of the Factors Involved in the Deoxidation of Molten Iron and Some of Its Alloys // PhD thesis, University of Glasgow. 1951. — 204 p.
Fischer W. A., Bardenheuer P. W. Die Gleichgewichte zwischen mangan-, silizium- und sauerstoffhaltigen Ei-senschmelzen und ihren Schlacken im Mangan(II)-oxydtiegel bei 1530 bis 1700 °C // Archiv für das Eisenhüt-tenwesen. 1968. V. 39. № 8. P. 559–570.
Romero-Serrano A., Pelton A. D. Thermodynamic analysis of binary and ternary silicate systems by a structur-al model // ISIJ International. 1999. V. 39. № 5. P. 399–408. DOI: 10.2355/isijinternational.39.399.
Kang Y.-B., Jung I.-H. Critical Evaluations and Thermodynamic Optimizations of the MnO–Mn2O3–SiO2 and FeO–Fe2O3–MnO–Mn2O3–SiO2 Systems // Metallurgical and Materials Transactions B. 2017. V. 48. № 3. P. 1721–1735. DOI: 10.1007/s11663-017-0953-5.
Bowen N. L., Schairer J. F. The system MgO–FeO–SiO2 // American Journal of Science. 1935. s5–29. № 170. P. 151–217. DOI: 10.2475/ajs.s5-29.170.151.
Sakawa M., Whiteway S. G., Masson C. R. Activity of FeO in the Ternary System SiO2–MgO–FeO and Consti-tution of SiO2 // Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan. 1978. V. 18. № 3. P. 173–176. DOI: 10.2355/isijinternational1966.18.173.
Presnall D. C., Gasparik T. Melting of enstatite (MgSiO3) from 10 to 16.5 GPa and the forsterite (Mg2SiO4)-majorite (MgSiO3) eutectic at 16.5 GPa: Implications for the origin of the mantle // Journal of Geophysical Re-search. 1990. V. 95. № B10. 15771. DOI: 10.1029/jb095ib10p15771.
Wu P., Eriksson G., Pelton A. D., Blander M. Prediction of silicate of the thermodynamic properties and phase diagrams systems evaluation of the FeO–MgO–SiO2 system // ISIJ International. 1993. V. 33. № 1. P. 26–35. DOI: 10.2355/isijinternational.33.26.
Fabrichnaya O. B. Thermodynamic data for phases in the FeO–MgO–SiO2 system and phase relations in the mantle transition zone // Physics and Chemistry Minerals. 1995. V. 22. P. 323–332. DOI: 10.1007/BF00202773.
Björkvall J., Sichen D., Seetharaman S. Thermodynamic Description of “FeO”–MgO–SiO2 and “FeO”–MnO–SiO2 Melts – a Model Approach // High Temperature Materials and Processes. 2000. V. 19. № 1. P. 49–59. DOI: 10.1515/htmp.2000.19.1.49.
Akimoto S. I. The system MgO–FeO–SiO2 at high pressures and temperatures – phase equilibria and elastic properties // Tectonophysics. 1972. V. 13. № 1–4. P. 161–187. DOI: 10.1016/0040-1951(72)90019-4.
Decterov S. A., Jung I.-H., Pelton A. D. Thermodynamic Modeling of the FeO–Fe2O3–MgO–SiO2 System // Journal of the American Ceramic Society. 2002. V. 85. № 12. P. 2903–2910. DOI: 10.1111/j.1151-2916.2002.tb00554.x.
Chen S., Jak E., Hayes P. C. Phase Equilibria in the Cristobalite, Tridymite and Pyroxene Primary Phase Fields in the MgO–“FeO”–SiO2 System in Equilibrium with Metallic Iron // ISIJ International. 2005. V. 45. № 6. P. 791–797. DOI: 10.2355/isijinternational.45.791.
Chen S., Jak E., Hayes P. C. Phase Equilibria in the Olivine Primary Phase Field in the MgO–“FeO”–SiO2 Sys-tem in Equilibrium with Metallic Iron // ISIJ International. 2005. V. 45. № 8. P. 1095–1100. DOI: 10.2355/isijinternational.45.1095.
Glasser F. P., Osborn E. F. The Ternary System MgO–MnO–SiO2 // Journal of the American Ceramic Society. 1960. V. 43. № 3. P. 132–140. DOI: 10.1111/j.1151-2916.1960.tb14327.x.
Panda S. K., Cao Z., Jung I-H., Fahrenholt W. G. Critical Evaluation and Thermodynamic Modeling of the MgO–MnO–Mn2O3–SiO2 System // Journal of the American Ceramic Society. 2015. V. 98. № 9. P. 2921–2930. DOI: 10.1111/jace.13688.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-ShareAlike» («Атрибуция — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
