blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2019-2-163-167blackmet-1590Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT REPORTSТЕРМОДИНАМИКА РАСТВОРОВ КИСЛОРОДА В РАСПЛАВАХ СИСТЕМЫ Ni–Co, СОДЕРЖАЩИХ КРЕМНИЙTHERMODYNAMICS OF THE OXYGEN SOLUTIONS IN SILICON-CONTAINING Ni–Co MELTSАлександровА. А.AleksandrovA. A.

к.т.н., старший научный сотрудник

Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher

a.a.aleksandrov@gmail.comДашевскийВ. Я.DashevskiiV. Ya.

д.т.н., профессор кафедры энергоэффективных и ресурсосберегающих промышленных технологий, зав. лабораторией

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “EnergyEfficient and Resource-Saving Industrial Technologies”, Head of the Laboratory

vdashev@imet.ac.ruИнститут металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАНРоссияBaikov Institute of Metallurgy and Materials Science, RAS, MoscowRussian FederationИнститут металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН; Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияBaikov Institute of Metallurgy and Materials Science, RAS, Moscow; National University of Science and Technology “MISIS” (MISIS), MoscowRussian Federation201929032019622163167Copyright © Александров А.А., Дашевский В.Я., 20192019Александров А.А., Дашевский В.Я.Aleksandrov A.A., Dashevskii V.Y.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/1590

Проведен термодинамический анализ растворов кислорода в расплавах системы Ni – Co, содержащих кремний. Определены константа равновесия реакции раскисления никель-кобальтовых расплавов кремнием, коэффициенты активности при бесконечном разбавлении и параметры взаимодействия в расплавах различного состава. Рассчитаны зависимости растворимости кислорода в изученных расплавах от содержания кобальта и кремния. Раскислительная способность кремния снижается по мере увеличения содержания кобальта в расплаве. В сплавах Ni – Co, содержащих более 20  % кобальта, при содержании кремния менее 0,2  % раскислительная способность кремния практически одинаковая. При содержании кремния более 2  % раскислительная способность кремния снижается тем больше, чем выше содержание кобальта в сплавах.

Thermodynamic analysis of oxygen solutions in silicon-containing Ni – Co melts has been carried out. The equilibrium constant of interaction of silicon and oxygen dissolved in the nickel-cobalt melts, the activity coefficients at infinite dilution, and the interaction parameters characterizing these solutions were determined for melts of different composition. The dependences of the oxygen solubility on the contents of cobalt and silicon in the studied melts were calculated. With increasing cobalt content in melt deoxidation ability of silicon decreases. In Ni – Co alloys containing more than 20  % of cobalt, when the silicon content is less than 0.2  %, deoxidizing ability of silicon is almost the same. At silicon content more than 2  %, the higher is cobalt content in alloys, the more is decrease in deoxidizing ability of silicon.

система Ni – Coрасплавыкремнийкислородтермодинамический анализNi – Co systemmeltssiliconoxygenthermodynamic analysisРабота выполнялась по государственному заданию № 007- 00129-18-00ReferencesReed R.C. The Superalloys. Fundamentals and Applications. – Cambridge: University Press, 2006. – 372 p.Reed R.C. The Superalloys. Fundamentals and Applications. Cambridge: University Press, 2006, 372 p.Логунов А.В., Шмотин Ю.Н. Современные жаропрочные никелевые сплавы для дисков газовых турбин (материалы и технологии). – М.: Наука и технологии, 2013. – 264 с.Logunov A.V., Shmotin Yu.A. Sovremennye zharoprochnye nikelevye splavy dlya diskovykh gazovykh turbin [Modern heat-resistant nickel alloys for disk gas turbines]. Мoscow, Nauka i tekhnologii, 2013, 264 p. (In Russ.).Sigworth G.K., Elliott J.F., Vaughn G., Geiger G.H. The thermodynamics of dilute liquid nickel alloys // Metallurgical Soc. CIM. 1977. Annual Volume. P. 104 – 110.Sigworth G.K., Elliott J.F., Vaughn G., Geiger G.H. The thermodynamics of dilute liquid nickel alloys. Metallurgical Soc. CIM. 1977, Annual Volume, pp. 104–110.Sigworth G.K., Elliott J.F. The thermodynamics of dilute liquid cobalt alloys // Canadian Metallurgical quarterly. 1976. Vol. 15. No. 2. P. 123 – 127.Sigworth G.K., Elliott J.F. The thermodynamics of dilute liquid cobalt alloys. Canadian Metallurgical quarterly. 1976, vol. 15, no. 2, pp. 123–127.Дашевский В.Я., Александров А.А., Леонтьев Л.И. Термодинамика растворов кислорода в расплавах систем Fe – Ni, Fe – Co и Co – Ni // Изв. вуз. Черная металлургия. 2015. № 1. С. 54 – 60.Dashevskii V.Ya., Aleksandrov A.A., Leont`ev L.I. Thermodynamics of oxygen solutions in Fe–Ni, Fe–Co and Co–Ni Melts. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2015, no. 1, pp. 54–60. (In Russ.).Woo D.-H., Lee H.-G., Jung I.-H. Thermodynamic modeling of the NiO-SiO2 , MgO-NiO, CaO-NiO-SiO2 , MgO-NiO-SiO2 , CaOMgO-NiO and CaO-MgO-NiO-SiO2 systems // Journal of the European Ceramic Society. 2011. Vol. 31. No. 1-2. P. 43 – 59.Woo D.-H., Lee H.-G., Jung I.-H. Thermodynamic modeling of the NiO-SiO2 , MgO-NiO, CaO-NiO-SiO2 , MgO-NiO-SiO2 , CaOMgO-NiO and CaO-MgO-NiO-SiO2 systems. Journal of the European Ceramic Society. 2011, vol. 31, no. 1-2, pp. 43–59.Jung I.-H., Decterov S.A., Pelton A.D. Thermodynamic modeling of the CoO-SiO2 and CoO-FeO-Fe2O3-SiO2 systems // Int. J. Mat. Res. (Z. Metallkd.). 2007. Vol. 98. No. 9. P. 816 – 825.Jung I.-H., Decterov S.A., Pelton A.D. Thermodynamic modeling of the CoO-SiO2 and CoO-FeO-Fe2O3-SiO2 systems. Int. J. Mat. Res. (Z. Metallkd.). 2007, vol. 98, no. 9, pp. 816–825.Куликов И.С. Раскисление металлов. – М.: Металлургия, 1975. – 504 с.Kulikov I.S. Raskislenie metallov [Deoxidation of metals]. Moscow: Metallurgiya, 1975, 504 p. (In Russ.).Frohberg M.G., Wang M. Thermodynamic properties of sulfur in liquid copper-antimony alloys at 1473 K // Z. Metallkd. 1990. Vol. 81. No. 7. S. 513 – 518.Frohberg M.G., Wang M. Thermodynamic properties of sulfur in liquid copper-antimony alloys at 1473 K. Z. Metallkd. 1990, vol. 81, no. 7, pp. 513–518.Белянчиков Л.Н. Универсальная методика пересчета значений параметров взаимодействия элементов с одной основы сплава на другую на базе теории квазирегулярных растворов. Часть II. Оценка параметров взаимодействия элементов в никелевых сплавах // Электрометаллургия. 2009. № 2. С. 29 – 38.Belyanchikov L.N. Universal method for recalculating interaction parameters of elements in changing the matrix of alloys using the quasi-regular solution theory. II. Estimating the interaction parameters of elements in nickel–based alloys. Elektrometallurgiya. 2009, no. 2, pp. 29–38. (In Russ.).Белянчиков Л.Н. Оценка параметров взаимодействия, коэффициентов активности и теплот растворения элементов в сплавах на основе кобальта методом пересчета с их значений в сплавах железа // Электрометаллургия. 2009. № 4. С. 16 – 22.Belyanchikov L.N. Estimating the interaction parameters, activity coefficients, and heats of solution of elements in cobalt–based alloys by recalculating their magnitudes for iron alloys. Elektrometallurgiya. 2009, no. 4, pp. 16–22. (In Russ.).Ishii F., Ban-ya S. Deoxidation Equilibrium of Silicon in Liquid Nickel-Copper and Nickel-Cobalt Alloys // ISIJ International. 1993. Vol. 33. No. 2. P. 245 – 250.Ishii F., Ban-ya S. Deoxidation equilibrium of silicon in liquid nickel-copper and nickel-cobalt alloys. ISIJ International. 1993, vol. 33, no. 2, pp. 245–250.Ishii F., Ban-ya S. Deoxidation Equilibrium of Silicon in Liquid Nickel and Nickel-Iron Alloys // ISIJ International. 1992. Vol. 32. No. 10. P. 1091 – 1096.Ishii F., Ban-ya S. Deoxidation equilibrium of silicon in liquid nickel and nickel-iron alloys. ISIJ International. 1992, vol. 32, no. 10, pp. 1091–1096.Лякишев Н.П., Гасик М.И. Физикохимия и технология электроферросплавов. – М.: Элиз, 2005. – 448 с.Lyakishev H.P., Gasik M.I. Fizikokhimiya i tekhnologiya electroferrosplavov [Physical chemistry and technology of electroferroalloys]. Мoscow: ELIZ, 2005, 448 p. (In Russ.).Hultgren R., Desai P.D., Hawkins D.T. et al. Selected Values of the Thermodynamic Properties of Binary Alloys. – Ohio: Metals Park, Amer. Soc. Metals, 1973. – 1435 p.Hultgren R., Desai P.D., Hawkins D.T. etc. Selected values of the thermodynamic properties of binary alloys. Ohio: Metals Park, Amer. Soc. Metals, 1973, 1435 p.Александров А.А., Дашевский В.Я. Термодинамика растворов кислорода в расплавах системы Ni – Co, содержащих хром // Металлы. 2016. № 4. С. 71 – 78.Aleksandrov A.A., Dashevskii V.Ya. Thermodynamics of the oxygen solutions in chromium-containing Ni–Co melts. Russian Metallurgy (Metally). 2016, no. 7, pp. 642–648.Аверин В.В. О минимуме на кривой растворимости кислорода в сложнолегированных расплавах // Доклады АН СССР. Химическая технология. 1977. Т. 232. № 1. С. 148 – 152.Averin V.V. On the minimum in oxygen solubility curve of complex alloyed melts. Dokl. Akad. Nauk SSSR. 1977, vol. 232, no. 1, pp. 148–152. (In Russ.).

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