АНАЛИЗ ФАЗОВЫХ РАВНОВЕСИЙ В ЖИДКИХ ХРОМОМАРГАНЦЕВЫХ СТАЛЯХ В ПРИСУТСТВИИ КАЛЬЦИЯ. СООБЩЕНИЕ 3. ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМЕ Fe–Ca–Cr–Mn–C–O (ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ)

Abstract

Количество и морфология неметаллических включений (НВ) в конструкционных сталях оказывают существенное влияние на эксплуатационные свойства металлоизделий. Химический и фазовый состав образующихся НВ зависит от состава стали и содержания в ней примесных элементов, что, в свою очередь, определяется особенностями технологического процесса на конкретном предприятии. В данной работе исследованы фазовые равновесия в системах, для которых реализуются процессы раскисления высоколегированной стали, т. е.
в расплавах с высоким (10–13 %) содержанием хрома и марганца. На основании термодинамического анализа процессов взаимодействия кислорода, хрома, марганца, кальция и углерода в железе построены поверхности растворимости компонентов в жидком металле (ПРКМ). Анализ полученных данных позволяет предположить, что основными НВ в этом случае должны быть твердые оксиды CaO и MnO с небольшим количеством FeO, а также твердые растворы шпинелей. Для сталей с содержанием хрома 13 % и выше существует вероятность образования
хромита кальция и Cr3O4. При содержании углерода 1 % и высокой концентрации хрома (10 и 13 %) возможно образование газовой фазы на основе CO. В отсутствие более сильных раскислителей содержание кислорода в расплаве остается высоким (100–200 ppm и более), что недопустимо при промышленном производстве изделий из такого типа сталей. Для получения качественных металлоизделий из высоколегированных сталей необходимо применение более сильных раскислителей (например, алюминия) или специальных технологических приемов, таких как плавка под вакуумом.