blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2014-5-33-41blackmet-108Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И НАНОТЕХНОЛОГИИMATERIAL SCIENCE AND NANOTECHNOLOGIESТЕРМОДИНАМИКА РАСТВОРОВ КИСЛОРОДА ПРИ КОМПЛЕКСНОМ РАСКИСЛЕНИИ РАСПЛАВОВ СИСТЕМЫ Fe – CoTHERMODYNAMICS OF OXYGEN SOLUTIONS AT COMPLEX DEOXIDATION OF THE Fe-Co MELTSДашевскийВ. Я.DashevskijV. Y.

д.т.н., заведующий лабораторией

Dr. Eng., Head of the Laboratory A.A. Aleksandrov, Cand. Eng., Senior Researcher

vdashev@imet.ac.ruАлександровА. А.LeontievL. I.

к.т.н., старший научный сотрудник Л.И. Леонтьев,академик РАН, главный научный сотрудник

RAS Academician, Chief Scientist

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, Россия)РоссияInstitute of Metallurgy and Materials Science named after Baykov A.A. (Moscow, Russia)Russian Federation2014220320155753341Copyright © Дашевский В.Я., Александров А.А., 20152015Дашевский В.Я., Александров А.А.Dashevskij V.Y., Leontiev L.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/108

Предложена методика термодинамического анализа процесса комплексного раскисления металлических расплавов. Данная методика позволяет определить влияние более слабого элемента-раскислителя на повышение раскислительной способности более сильного. Кривые растворимости кислорода проходят через минимум. Анализ уравнения зависимости концентрации кислорода в расплаве от содержания элементов-раскислителей на наличие экстремума позволил получить уравнение для определения содержания более сильного элемента-раскислителя, при котором концентрация кислорода будет минимальной. Проведен термодинамический анализ совместного влияния алюминия и кремния на растворимость кислорода в расплавах системы Fe – Co. В продуктах реакции раскисления возможно образование как муллита (3Al2O3·2SiO2 ), так и кианита (Al2O3·SiO2 ). Наличие кремния в расплаве усиливает раскислительную способность алюминия: незначительно в случае образования соединения 3Al2O3·2SiO2 и существенно в случае образования соединения Al2O3·SiO2 . Кривые растворимости кислорода в случае образования соединения Al2O3·SiO2 проходят через минимум, положение которого зависит от содержания алюминия в расплаве и не зависит от содержания кремния. Содержание алюминия в точках минимума незначительно снижается от железа к кобальту, как и в случае расплавов системы Fe – Co – Al. Дальнейшие присадки алюминия приводят к возрастанию концентрации кислорода. Определены области образования соединений Al2O3 , 3Al2O3·2SiO2 , Al2O3·SiO2 и SiO2 от содержания алюминия и кремния в расплаве. 

A method for thermodynamic analysis of complex deoxidation process of metallic melts is proposed. This method allows to determine the effect of a weaker element-deoxidizer on increasing deoxidizing ability of a stronger element-deoxidizer. Oxygen solubility curves pass through a minimum. Analysis of the equation of dependence of the concentration of oxygen in the melt on the elements-deoxidizers contents for the presence of extremum possible to obtain an equation for determining the content of a stronger element-deoxidizer, wherein the oxygen concentration is the lowest. A thermodynamic analysis of the joint infl uence of aluminum and silicon on the solubility of oxygen in the melts of Fe – Co system has been performed. Deoxidation reaction products may be formed as mullite (3Al2O3·2SiO2 ) and kyanite (Al2O3·SiO2 ). The presence of silicon in the melt enhances the deoxidizing ability of aluminum: insignificantly in the case of formation of compound 3Al2O3·2SiO2 and significantly in the case of formation of compound Al2O3·SiO2 . Oxygen solubility curves in the case of formation of compound Al2O3·SiO2 pass through a minimum, the position of which depends on the content of aluminum in the melt and is not dependent on the silicon content. The aluminum content in the minimum points is insignificantly reduced from iron to cobalt as in the case of melts of Fe – Co – Al. Further additives are aluminum leads to an increase in oxygen concentration. Areas of compounds Al2O3 , 3Al2O3·2SiO2 , Al2O3·SiO2 and SiO2 depending on aluminum and silicon contents in the melt are determined.

термодинамический анализкомплексное раскислениерасплавы системы Fe – Coалюминийкремнийрастворимость кислородаthermodynamic analysiscomplex deoxidationFe-Co meltsaluminumsiliconoxygen solubilityReferencesАлександров А.А., Дашевский В.Я. // Металлы. 2014. № 2. С. 16 – 22.Aleksandrov A.A., Dashevskij V.Ja. Metally. 2014. № 2. Pp. 16 – 22.Александров А.А., Дашевский В.Я. // Металлы. 2013. № 6. С. 21 – 25.Aleksandrov A.A., Dashevskij V.Ja. Metally. 2013. № 6. Pp. 21 – 25.Куликов И.С. Раскисление металлов. – М.: Металлургия, 1975. – 504 с.Kulikov I.S. Raskislenie metallov (Deoxidation of metals). Moscow: Metallurgija. 1975. 504 p.Fujisawa T., Suzuki M., Wanibe Yo., Sakao H. // Tetsu to Hagane. 1986. Vol. 72. No. 2. P. 46 – 51.Fujisawa T., Suzuki M., Wanibe Yo., Sakao H. Tetsu to Hagane. 1986. Issue 72. No. 2. Pp. 46 – 51.Dashevskii V.Ya., Makarova N.N., Grigorovich K.V. et al. // ISIJ International. 2005. Vol. 45. No. 1. P. 8 – 11.Dashevskii V.Ya., Makarova N.N., Grigorov-ich K.V. etc. ISIJ International, 2005. Issue 45. No 1. Pp. 8 – 11.Белянчиков Л.Н. // Электрометаллургия. 2009. № 4. С. 16 – 22.Beljanchikov L.N. Jelektrometallurgija. 2009. № 4. Pp. 16 – 22.Дашевский В.Я. Физико-химические основы раскисления железоникелевых сплавов. – М.: Физматлит, 2011. – 152 с.Dashevskij V.Ja. Fiziko-himicheskie osnovy raskislenija zhelezonikelevyh splavov (Physico-chemical basis deoxidation ferro-nickel alloys). Moscow: Fizmatlit. 2011. 152 p

The authors declare that there are no conflicts of interest present.