Термодинамическое моделирование процессов взаимодействия кальция, магния, алюминия и бора с кислородом в металлических расплавах

Термодинамическое моделирование процессов взаимодействия кальция, магния, алюминия и бора с кислородом в металлических расплавах

Автор: Михайлов Геннадий Георгиевич, Макровец Лариса Александровна

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy

Рубрика: Физическая химия и физика металлургических систем

Статья в выпуске: 1 т.19, 2019 года.

Бесплатный доступ

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.

Еще

Моделирование, термодинамика, бор, магний, алюминий, кальций, раскисление, фазовые равновесия

Короткий адрес: https://sciup.org/147232525

IDR: 147232525   |   DOI: 10.14529/met190104

Список литературы Термодинамическое моделирование процессов взаимодействия кальция, магния, алюминия и бора с кислородом в металлических расплавах

  • Барадынцева, Е.П. Влияние микролегирования бором на прокаливаемость сталей / Е.П. Барадынцева, Н.А. Глазунов, О.В. Роговцова // Литье и металлургия. - 2016. - № 3 (84). - С. 70-74.
  • Лякишев, Н.П. Борсодержащие стали и сплавы / Н.П. Лякишев, Ю.Л. Плинер, С.И. Лаппо. - М.: Металлургия, 1986. - 191 с.
  • Новое применение бора в металлургии / В.В. Парусов, А.Б. Сычков, И.В. Деревянченко, М.А. Жигарев // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова, 2005. - № 1 (9). - С. 15-17.
  • Потапов, А.И. Технологические особенности легирования стали бором / А.И. Потапов, А.Е. Семин // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия, 2012. - № 55 (9). - С. 68-69.
  • Перспективы выплавки стали с повышенной прокаливаемостью за счет бора / Л.Б. Исаева, И.Е. Лев, Н.М. Великонская, А.Г. Безшкуренко // Сборник тезисов IX Международной научно-практической конференции «Литье 2013», Украина, Запорожье, 2013. - С. 261-262.
  • Козлов, Д.В. Возможности применения бористых сталей в существующих и перспективных ядерных реакторах / Д.В. Козлов, В.Д. Рисованный // Известия Самарского научного центра РАН. - 2012. - Т. 14, № 4 (4). - С. 966-970.
  • Нестеренко, А.М. Размерно-геометрические спектры легирования стали бором и медью / А.М. Нестеренко, А.Б. Сычков // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: сб. науч. тр. - Днепропетровск: Bision, 2004. - Вып. 7. - С. 181-183.
  • Михайлов, Г.Г. Термодинамическое моделирование фазовых равновесий в оксидных системах, содержащих B2O3 / Г.Г. Михайлов, Л.А. Макровец, Л.А. Смирнов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». - 2014. - № 14 (4). - С. 11-16.
  • Михайлов, Г.Г. Термодинамический анализ реакций взаимодействия марганца, кремния, магния, кальция, алюминия с кислородом в борсодержащем расплаве на основе железа / Г.Г. Михайлов, Л.А. Макровец, Л.А. Смирнов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». - 2015. - Т. 15, № 2. - С. 5-12.
  • Лысенкова, Е.В. Образование нитридов титана в стальных расплавах - термодинамические расчеты на основе уточненных справочных данных / Е.В. Лысенкова, А.Я. Стомахин // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 2015. - Т. 58, № 6. - С. 439-443.
  • Диаграммы состояния силикатных систем. Справочник. Выпуск четвертый. Тройные окисные системы / В.П. Барзаковский, В.В. Лапин, А.И. Бойкова, Н.Н. Курцева. - Л.: Наука, Ленинград. отд-ние, 1974. - 514 с.
  • Hamzawy, E.M.A. Vitrification and devitrification phenomena in the ternary MgO-Al2O3-B2O3 system / E.M.A. Hamzawy, H. Darwish // Ceramics International. - 2008. - Vol. 34. - P. 1965-1969.
  • Kiss, S.J. The influence of B2O3 on spinel formation in the Al2O3-MgO-B2O3 system / S.J. Kiss // Sci. Ceram.; Proc. 12th Int. Conf. Saint-Vincent, 23-30 June 1983, Faenza, 1984. - Vol. 12. - P. 195-198.
  • Sokolov, V.A. Synthesis and properties of flux-cast refractories in Al2O3-MgO-B2O3 system / V.A. Sokolov, T.Ya. Malysheva, M.D. Gasparyan // Refractories and Inductrial ceramics. - 2008. - Vol. 49, no. 2. - P. 146-149.
  • The Effects of Gravity on the Combustion Synthesis of B2O3-Al2O3-MgO Glass Ceramic Composites / A.R. Manerbino, H.C. Yi, J.Y. Guignt et al. // 12th International Proceedings 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. Phase Equilibria in the System CaO-MgO-B2O3 at 900°C / B.L. Fletcher, J.R. Stevenson, A. Whitaker // Journal of the American Ceramic Society, 1970. - Vol. 53, no. 2. - P. 95-97. - 10.1111/j.1151-2916. 1970.tb12018.x
  • DOI: 10.1111/j.1151-2916.1970.tb12018
  • Михайлов, Г.Г. Термодинамика металлургических процессов и систем / Г.Г. Михайлов, Б.И. Леонович, Ю.С. Кузнецов. - М.: Издат. Дом МИСИС. - 2009. - 519 с.
  • Bůžek, Z. Základní termodynamické údaje o metalurgických reakcích a o interakcích prvků v soustavách významných pro hutnickou teorii a praxi / Z. Bůžek // Hutnické aktuality. - 1979. - Vol. 20, no. 1-2. - P. 3-111.
  • Балковой, Ю.В. Параметры взаимодействия первого порядка в расплавах на основе железа: обзор. информ. / Ю.В. Балковой, Р.А. Алеев, В.К. Баканов. - М.: Черметинформация, 1987. - 42 с.
  • Steelmaking Data Sourcebook, The Japan Society for the Promotion of Science, The 19th Committee on Steelmaking, Gordon and Breach Science Publishers, New York. NY, 1988. - P. 288-289.
  • Evolution Mechanisms of MgO•Al2O3 Inclusions by Cerium in Spring Steel Used in Fasteners of High-Speed Railway / L.J. Wang, Y.Q. Liu, Q. Wang, K.C. Chou // ISIJ International. - 2015. - Vol. 55, no. 5. - P. 970-975.
  • Park, J.H. Control of MgO•Al2O3 Spinel Inclusions in Stainless Steels / J.H. Park, H. Todoroki // ISIJ International, 2010. - Vol. 50, no. 10. - P. 1333-1346.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp