Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,021

ТЕРМОДИНАМИКА РАСТВОРОВ КИСЛОРОДА В СПЛАВАХ СИСТЕМЫ Fe-Si

Елизарова А.Е. 1 Коврига Е.В. 1
1 ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный университет путей сообщения»
1. Новохатский И.А., Белов Б.Ф. К методике исследования процессов раскисления металлических расплавов // – Ж. физ. химии. - 1970. - т. 44. - № 8. - С. 2013-2017.
2. Куликов И.С. Раскисление металлов. – М.: Металлургия, 1975. - 504с.
3. Гоксен А., Чипман Д. Равновесие между кремнием и кислородом в жидком железе. – В кн.: Проблемы современной металлургии: Сборник переводов. М.: Инлит, 1953. № 4. - с. 3-28.
4. Новохатский И.А., Белов Б.Ф. Термодинамика распределения элементов при раскислении железа кремнием. – Изв. ВУЗов. Черная металлургия, – 1967. № 6. - с. 9-15.
5.Шевцов В.Е., Коврига Е.В. Термодинамика растворов кислорода в высококремнистых расплавах железа. – В кн.: Методы эволюционной и синергетической экономики в управлении региональными и производственными системами. // Материалы межвуз. научно.-практ. конф. – Отрадная, ОГУ, 2000. – С. 164-165.
6. Коврига Е.В., Данилин В.Н., Шевцов В.Е. и др. Равновесие в системе железо-кремний-кислород-жидкие силикаты железа. – Объединенный научный журнал. – М.: Изд-во Тезарус, 2003. - № 6 (64). – С. 56-61.

Реакция взаимодействия растворенного в жидком железе кислорода с кремнием представляет большой практический интерес в связи с тем, что кремний широко используется в виде ферросплавов для раскисления сталей, а также в качестве легирующего элемента при выплавке сплавов с заданными свойствами упругости.

Однако растворимость кислорода в высоко кремнистых сталях и в используемых для выплавки сталей кремнистых ферросплавов, определяющая в значительной степени качество готового металла, изучена еще недостаточно.

Несмотря на значительное число работ, посвященных этой проблеме [1-4 и др.], некоторые вопросы термодинамики растворов кислорода в железо-кремнистых расплавах нуждаются в дополнении.

В литературе практически отсутствуют, за исключением работы [4], термодинамические расчеты растворимости кислорода в Fe-Si расплавах в области высоких (более 12%) концентрации кремния. В связи с этим представлялось актуальным проведение исследований в данном направлении, часть из которых нами опубликована в работах [5, 6].

Основная задача данной работы определялась, во-первых, расширением сортамента используемых в технике сталей и сплавов, в частности прецизионных, во-вторых, отсутствием сведений о растворимости кислорода в ряде легированных сталей и сплавов, которые необходимы для разработки их рационального режима раскисления. В связи с этим данная работа была направлена на: проведение экспериментальных исследований по изучению растворимости кислорода в системе Fe-Si; установление термодинамических условий растворения кислорода в жидких легированных сплавах; разработку термодинамики растворов кислорода в сталях и сплавах с очень высоким содержанием легирующих элементов.

Проведение исследований в указанных направлениях осуществлялось с учетом совершенствования и унификации методов обработки экспериментальных данных и с использованием средств современной вычислительной техники. Все это существенно сократило трудоемкость изучения вопросов термодинамики растворов кислорода и элементов-раскислителей в металлических расплавах на основе железа и позволило автоматизировать процесс обработки экспериментальных данных.

В качестве объекта исследования была выбрана система, которая является одной из основных в современных сплавах, используемых в различных отраслях техники, в том числе и в железнодорожном транспорте.

В ходе исследований были сделаны следующие выводы:

1. Экспериментально при 1600 и 1650°С была изучена растворимость кислорода в системе железо-кремний при концентрации кремния от 0.01 до 87.4%.

2. Установлено, что на кривой растворимости кислорода в рассматриваемой системе имеется один минимум и один максимум. При 1600°С минимум приходится на 3.4% Si, a максимум приблизительно на 75% Si в расплаве.

3. Определены константы равновесия реакций взаимодействия кремния и кислорода в жидком железе и их температурные зависимости

7. Определена точка равновесного сосуществования двух окисных фаз - кремнезема и жидких железистых силикатов.

8. Расчетным путем получены концентрационные зависимости активностей и коэффициентов активностей кремния, железа и кислорода в интервале концентрации кремния практически от 0 до 100%.


Библиографическая ссылка

Елизарова А.Е., Коврига Е.В. ТЕРМОДИНАМИКА РАСТВОРОВ КИСЛОРОДА В СПЛАВАХ СИСТЕМЫ Fe-Si // Современные наукоемкие технологии. – 2014. – № 7-2. – С. 70-70;
URL: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=34312 (дата обращения: 20.10.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074