Які переваги використання феросиліційно-магнієвого сплаву в металургії?

Ферросиліційно-магнієві сплавиє композиційними сплавами із залізом (Fe), кремнієм (Si) і магнієм (Mg) як основними компонентами. Деякі марки містять рідкоземельні елементи (такі як Ce і La). Їх основні властивості підтримують їх багатофункціональність:

 Діапазон складу:Si 40%-50%, Mg 5%-10%, баланс Fe, вміст рідкоземельних елементів 0,1%-1,0% (необов'язково), домішки S Менше або дорівнює 0,05%, P Менше або дорівнює 0,04%;

 Фізичні властивості:Температура плавлення 1100-1200 градусів, щільність 6,8-7,0 г/см³, у блоковій або гранульованій формі (розмір 5-30 мм), легко руйнується, має високу хімічну активність при високих температурах;

 Основні переваги:Синергічний ефект кремнію та магнію забезпечує численні функції, включаючи розкислення, десульфурацію та очищення зерна, що робить його більш ефективним і дешевшим, ніж окремі добавки.

(1) Високо{1}}ефективне розкислення: покращує чистоту металу та зменшує кількість дефектів

Механізм дії:

Як кремній, так і магній мають сильну розкислювальну активність. Вони реагують із FeO у розплавленій сталі (Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe; Mg + FeO → MgO + Fe). Отримані SiO₂ і MgO мають густину набагато нижчу, ніж розплавлена ​​сталь, що дозволяє легко спливати та видалятися зі шлаком. Крім того, MgO може утворювати композитний шлак із -температурою плавлення- (температура плавлення близько 1300 градусів) із SiO₂, підвищуючи адсорбційну здатність включень.

Кількісний ефект:

Коли кількість додавання становить 0,2%-0,5% маси розплавленої сталі, вміст кисню в розплавленій сталі можна зменшити з 80-100 ppm до 30-40ppm, з ефективністю розкислення на 25%-30% вищою, ніж у феросиліцію.

Відповідні програми:

Попереднє-розкислення або остаточне розкислення в конвертерному та електродуговому виробництві сталі, особливо підходить для виробництва високоякісної-конструкційної та легованої сталі.

(2) Глибока десульфурація: Зменшення ризику гарячої крихкості металу

Механізм дії:

Магній має сильну спорідненість із сіркою, реагуючи з утворенням стабільного MgS, який нерозчинний у розплавленій сталі та легко видаляється з осадженням шлаку; Рідкоземельні елементи (такі як Ce) можуть сприяти десульфурації, утворюючи Ce₂S3, що ще більше покращує ефективність десульфурації.

Кількісний ефект:

Коли кількість додавання становить 0,3%-0,6%, вміст сірки в розплавленій сталі може бути зменшено з 0,05% до нижче 0,01%, зі швидкістю десульфурації понад 80%; у виробництві ковкого чавуну вміст сірки після десульфурації становить менше або дорівнює 0,02%, що дозволяє уникнути інгібуючого впливу сірки на сфероїдизацію графіту.

Основна цінність:

Зменшення гарячеламкості сталі, покращення продуктивності зварювання та пластичності обробки, а також подовження терміну служби металевих компонентів.

(3) Прецизійне легування: оптимізація механічних властивостей металу

Синергічний механізм посилення:

Кремній розчиняється в решітці заліза, спричиняючи спотворення решітки та покращуючи міцність і твердість; магній очищає зерна (розмір зерен зменшується з 60 мкм до 30-40 мкм), покращуючи в'язкість і пластичність; рідкоземельні елементи очищають межі зерен, додатково підвищуючи стійкість до корозії та стійкість до втоми.

Ефекти застосування різних металів:

 Низько{0}}легована високоміцна-сталь:Додавання 0,4%-0,8% кремнієво-магнієвого сплаву підвищує межу міцності на розрив на 15%-20%, межу текучості на 10%-15%, а відносне подовження залишається більше або дорівнює 20%;
 Жаростійка-сталь:Силіцій і магній синергічно покращують високо{0}}температурну стабільність; при 600 градусах збереження міцності збільшується з 70% до понад 85%, підходить для компонентів котлів і печей;
 Зносостійка-сталь:Кремнієвий феромагнієвий сплав утворює тверді фази (наприклад, Mg₂Si) у структурі металу, покращуючи зносостійкість на 30%-40%, підходить для зносостійких механічних частин.

(4) Високо{1}}ефективне щеплення: покращення мікроструктури та властивостей виливків

Механізм дії:

У чавунному литті кремнієво-магнієвий ферросплав, як модифікатор, сприяє випаданню графітизації, очищає зерна графіту (діаметр графітового сфероїда зменшується з 50 мкм до 20-30 мкм), оптимізує морфологію графіту (від лусочок до тонких сфероїдів/черв’якоподібних структур) і зменшує тенденцію до утворення білого чавуну.

Кількісний ефект:

У виробництві ковкого чавуну додана кількість становить 0,8%-1,2% від маси розплавленого чавуну, швидкість сфероїдізації графіту може досягати понад 90%, міцність на розрив збільшується з 300 МПа до понад 450 МПа, а ударна в’язкість збільшується на 50%-70%; відсоток браку виливків складної форми (таких як блоки двигунів) зменшується з 10% до нижче 3%.

Відповідні сценарії застосування:

Лиття сірого та ковкого чавуну, особливо підходить для виробництва точних відливок і складних конструкційних деталей.

(5) Оптимізація плинності розплаву: покращення якості формування розплаву

Механізм дії:

Магнієві феросиліцієві сплави можуть зменшити поверхневий натяг розплавленої сталі/заліза, зменшуючи в’язкість розплаву на 15%-20% і покращуючи здатність до наповнення.

Основна цінність:

Полегшує заповнення розплавленим металом порожнини форми, зменшуючи дефекти лиття, такі як «недостатнє заповнення» та «холодне закриття», покращуючи точність розмірів і обробку поверхні виливків; одночасно він сприяє флотації включень, ще більше підвищуючи чистоту металу.

(1) Логіка вибору: зіставте оцінку відповідно до сценарію

(2) Застереження щодо використання

 Контроль дозування:Надмірне додавання може легко призвести до крихкості металу (наприклад, надмірний вміст магнію знижує ударну в'язкість сталі більш ніж на 20%). Потрібен точний розрахунок на основі цільової ефективності.
 Час додавання:Додати під час процесу різання при виробництві сталі; додайте за 1-3 хвилини до вливання, щоб уникнути передчасного додавання, що може призвести до спалювання магнію.
 Умови зберігання:Зберігайте в сухому герметичному середовищі, щоб уникнути окислення вологи (окислення створює плівку MgO, що знижує реакційну здатність). Термін зберігання не повинен перевищувати 6 місяців.