АНАЛИЗ ФАЗОВЫХ РАВНОВЕСИЙ В ЖИДКИХ ХРОМОМАРГАНЦЕВЫХ СТАЛЯХ В ПРИСУТСТВИИ КАЛЬЦИЯ. СООБЩЕНИЕ 2. ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМЕ Fe–Ca–Cr–Mn–C–O (ЭКОНОМНОЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ)
DOI:
https://doi.org/10.32339/0135-5910-2024-3-12-22Ключевые слова:
термодинамика, фазовые равновесия, неметаллические включения, моделирование, низколегированная сталь, хром, марганец, кальцийАннотация
В последнее время активно публикуются материалы, посвященные поведению активных элементов в жидкой стали при ее внепечной обработке. Достаточно подробно изучены процессы формирования неметаллических включений при взаимодействии кислорода с раскислителями и модификаторами (Al, Si, Ca, Ba и др.) в железоуглеродистых расплавах. При этом в реальном металле процесс раскисления и модифицирования происходит в присутствии легирующих элементов, что может заметно изменить состав формирующихся фаз. Для
оценки влияния основных легирующих элементов на процесс образования неметаллических включений целесообразно проведение работ по термодинамическому моделированию процессов, проходящих в жидкой стали в присутствии хрома и марганца. В данной работе сделан акцент на экономнолегированные стали, содержащие до 2 % (мас.) марганца, до 1,5 % (мас.) хрома и до 1 % (мас.) углерода. Изучено влияние содержания основных легирующих элементов на раскислительную способность кальция в жидкой стали. Жидкие оксидные включения
могут образоваться при содержании хрома на уровне десятых долей процента, марганца — на уровне 0,1 % (мас.) и кальция — менее 10–4 % (мас.) (1 ppm). Появление хромита кальция в качестве неметаллических включений возможно в узкой области составов жидкого металла. В присутствии углерода становится невозможным образование оксидного расплава как равновесной неметаллической фазы. При низком содержании кальция наиболее вероятно образование в качестве неметаллических включений хромита кальция и оксидов хрома, а остаточное содержание кислорода в жидком металле при этом составит порядка 0,04 % (мас.) (400 ppm).
Библиографические ссылки
Сафронов А. А., Дуб В. С., Орлов В. В. и др. К механизму формирования конгломератов неметаллических
включений системы Al2O3–CaO–MgO // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75. № 12. С. 1341–1351. DOI: 10.32339/0135-5910-2019-12-1341-13.
Дюдкин Д. А. Особенности комплексного воздействия кальция на свойства жидкой и твердой стали //
Сталь. 1999. № 1. С. 20–25.
Олетт М., Гателье К. Влияние добавок кальция, магния или РЗМ на чистоту стали // Чистая сталь: сб.
науч. тр. / Пер. с англ. — М.: Металлургия, 1987. С. 128–143.
Дерябин А. А., Берестов Е. Ю. К вопросу о механизме модифицирования стали щелочноземельными металлами // Современные проблемы электрометаллургии стали: материалы XIII Международной конференции. — Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2007. Ч. 1. С. 187–191.
Михайлов Г. Г., Макровец Л. А. Фазовые равновесия при взаимодействии бария с компонентами жидкой
стали // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». 2014. Т. 14.
№ 2. С. 5–10.
Самойлова О. В., Макровец Л. А., Бакин И. В. Фазовая диаграмма системы FeO–SrO–BaO // Вестник
Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». 2020. Т. 20. № 3. С. 5–11. DOI:
14529/met200301.
Samoilova O. V., Makrovets L. A. Thermodynamic Modeling of Phase Equilibria in the FeO–MgO– Al2O3 System // Materials Science Forum. 2020. V. 989. P. 3–9. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.989.3.
Ботников С. А., Макровец Л. А., Бакин И. В., Михайлов Г. Г. Фазовые равновесия при обработке алюминием и кальцием экономнолегированной марганецсодержащей стали в агрегатах, футерованных огнеупорами на основе магнезита // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2023. Т. 79. № 3. С. 220–230. DOI: 10.32339/0135-5910-2023-3-220-230.
Михайлов Г. Г., Леонович Б. И., Кузнецов Ю. С. Термодинамика металлургических процессов и систем.
— М.: Изд. дом МИСиС, 2009. — 520 с.
Самойлова О. В., Макровец Л. А. Термодинамический анализ взаимодействия хрома с кислородом в жидком железе // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». 2019.
Т. 19. № 3. С. 5–12. DOI: 10.14529/met190301.
Самойлова О. В., Макровец Л. А., Михайлов Г. Г. Термодинамическое моделирование фазовых равновесий при раскислении силикомарганцем низко- и среднеуглеродистых сталей // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2022. Т. 78. № 1. С. 39–45. DOI: 10.32339/0135-
-2022-1-39-45.
Fuwa T., Chipman J. The carbon–oxygen equilibria in liquid iron // Transactions of AIME. 1960. V. 218. P. 887–
Михайлов Г. Г., Макровец Л. А., Самойлова О. В., Смирнов Л. А. Фазовые равновесия в жидкой стали,
комплексно раскисленной алюминием и кальцием в присутствии магния // Электрометаллургия. 2019.
№ 12. С. 9–18. DOI: 10.31044/1684-5781-2019-0-12-9-18.
Макровец Л. А. Термодинамический анализ фазовых равновесий в стали, легированной марганцем и хромом // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2022. Т. 78.
№ 5. С. 395–402. DOI: 10.32339/0135-5910-2022-5-395-402.
Михайлов Г. Г., Макровец Л. А. Анализ фазовых равновесий в жидких хромомарганцевых сталях в присутствии кальция. Сообщение 1. Диаграммы состояний оксидных систем // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2023. Т. 79. № 2. С. 107–117. DOI: 10.32339/0135-
-2023-2-107-117.
Михайлов Г. Г., Макровец Л. А., Самойлова О. В. Термодинамическое моделирование диаграмм состояния 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.
Steelmaking Data Sourcebook: The Japan Society for the Promotion of Science. The 19th Committee on
Steelmaking. — New York: Gordon and Breach Science Publishers, 1988. — 325 p.
Sigworth G. K., Elliott J. F. The Thermodynamics of Liquid Dilute Iron Alloys // Metal Science. 1974. V. 8. № 1.
P. 298–310.
Li S., Cheng G., Yang L. etc. A Thermodynamic Model to Design the Equilibrium Slag Compositions during
Electroslag Remelting Process: Description and Verification // ISIJ International. 2017. V. 57. № 4. P. 713–722.
DOI: 10.2355/isijinternational.isijint-2016-655.
Liu Z., Song G., Deng Z., Zhu M. Effect of slag adjustment on inclusions in Si–Mn-killed steel during ladle
furnace (LF) refining process // Ironmaking and Steelmaking. 2021. V. 48. № 8. P. 893–900. DOI:
1080/03019233.2021.1889892.
Faulring G. M., Ramalingam S. Inclusion precipitation diagram for the Fe–O–Ca–Al system // Metallurgical
Transactions B. 1980. V. 11. № 1. P. 125–130. DOI: 10.1007/BF02657181.
Михайлов Г. Г., Вяткин Г. П., Макровец Л. А. и др. Термодинамический анализ процессов взаимодействия
компонентов в системе Fe–Sr–Ca–O–С в условиях существования металлического расплава // Вестник
Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». 2020. Т. 20. № 4. С. 5–13. DOI:
1179/msc.1974.8.1.298.
Сорокин Б. Г., Волосникова А. В., Вяткин С. А. и др. Марочник сталей и сплавов / Под общ. ред. В. Г.
Сорокина. — М.: Машиностроение, 1989. — 640 с.
Драгунов Ю. Г., Зубченко А. С., Каширский Ю. В. и др. Марочник сталей и сплавов. 6-е изд., стереотипное
/ Под общ. ред. Ю. Г. Драгунова и А. С. Зубченко. — М.: Инновационное машиностроение, 2019. —
с.
Дуб А. В., Ромашкин А. Н., Гордеев Ю. В. и др. Влияние окисленности металлического расплава на состав
неметаллических включений в хромистой и марганцовистой стали // Черная металлургия. Бюллетень
научно-технической и экономической информации. 2008. № 4. С. 54–66. EDN OWPFBR.
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.
