blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"blackmet-910Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВPHYSICO-CHEMICAL BASICS OF METALLURGICAL PROCESSESРавновесное распределение бора между металлом системы Fe-C-Si-Al и борсодержащим шлакомБабенкоАнатолий

д.т.н., ведущий научный сотрудник

babenko@gmail.comЖучковВладимир

д.т.н., главный научный сотрудник

upol.ru@mail.ruЛеонтьевЛеопольд

академик, д.т.н., главный научный сотрудник

leo@presidium.ras.ruУполовниковаАлена

старший научный сотрудник, к.т.н.

upol.ru@mail.ruКонышевАлексей

ведущий инженер, аспирант

iromonik@gmail.comИМЕТ УрО РАН, ФГАОУ ВПО УрФУRussian FederationИМЕТ УрО РАНRussian Federation201714092017609910Copyright © Бабенко А., Жучков В., Леонтьев Л., Уполовникова А., Конышев А., 20172017Бабенко А., Жучков В., Леонтьев Л., Уполовникова А., Конышев А.Бабенко А., Жучков В., Леонтьев Л., Уполовникова А., Конышев А.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/910

Используя программный комплекс HSC 6.1 Chemistry (Outokumpu) в совокупности с применением симплекс-решетчатого планирования проведено термодинамическое моделирование равновесного распределения бора между железом, содержащим 0,2% C, 0,35 Si, 0,028% Al (в данном выражении и далее по тексту указаны масс.%), и шлаком системы СаО–SiO2–Аl2O3–8%МgO–4%В2O3 в широком диапазоне химического состава при температурах 1550оС и 1600оС. Для каждой температуры получены адекватные математические модели в виде приведенного полинома III степени, описывающие равновесное распределение бора между шлаком и металлом в зависимости от состава шлака. Результаты математического моделирования представлены графически в виде диаграмм состав - равновесное распределение бора. Показано, что в интервале температур 1550- 1600оС, характерном для условий обработки стали на УКП, формирование шлаков в области 53-58% СаО, 8,5-11% SiO2, 20-27% Аl2O3 обеспечивает распределение бора между шлаком и металлом на уровне 140-170 и позволяет ожидать содержание бора в металле на уровне 0,020-0,023% при концентрации В2O3 в исходном шлаке 4%.

борметаллшлакмежфазное распределениепланирование экспериментатермодинамическое моделированиедиаграммы состав-свойствоРоссийский научный фондReferencesГольдштейн Я.Г., Ефимова Л.Б. Модифицирование и микролегирование чугуна и стали. – М: Металлургия. – 1986. – 271 с.Гольдштейн Я.Г., Ефимова Л.Б. Модифицирование и микролегирование чугуна и стали. – М: Металлургия. – 1986. – 271 с.Голубцов В.А., Лунев В.В. Модифицирование стали для отливок и слитков. – Челябинск – Запорожье: ЗНТУ. – 2008. – 356с.Голубцов В.А., Лунев В.В. Модифицирование стали для отливок и слитков. – Челябинск – Запорожье: ЗНТУ. – 2008. – 356с.Пилюшенко В.Л., Вихлевщук В.А. Научные и технологические основы микролегирования стали. – М: Металлургия. – 2000. – 384 с.Пилюшенко В.Л., Вихлевщук В.А. Научные и технологические основы микролегирования стали. – М: Металлургия. – 2000. – 384 с.Лякишев Н.П., Плинер Ю.Л., Лаппо С.И. Борсодержащие стали и сплавы. – М.: Металлургия. – 1986. – 192 с.Лякишев Н.П., Плинер Ю.Л., Лаппо С.И. Борсодержащие стали и сплавы. – М.: Металлургия. – 1986. – 192 с.Еланский Г.Н. Сталь и периодическая система элементов Д.И. Менделеева: учебное пособие для вузов по направлению «Металлургия». – М.:МГВМИ. – 2012. – 196с.Еланский Г.Н. Сталь и периодическая система элементов Д.И. Менделеева: учебное пособие для вузов по направлению «Металлургия». – М.:МГВМИ. – 2012. – 196с.Бобылев М.В., Королева Е.Г., Штанников А.М. Перспективные экономлегированные борсодержащие стали для производства высокопрочных крепежных деталей// Металловедение и термическая обработка металла. – 2005. №5 – С. 51-55.Бобылев М.В., Королева Е.Г., Штанников А.М. Перспективные экономлегированные борсодержащие стали для производства высокопрочных крепежных деталей// Металловедение и термическая обработка металла. – 2005. №5 – С. 51-55.Бабенко А.А., Жучков В.И., Леонтьев Л.И. и др. Микролегирование стали бором – перспективное направление повышения конкурентоспособности отечественной металлопродукции// Труды научно – практической конференции «Перспективы развития металлургии и машиностроения с использованием завершенных фундаментальных исследований и НИОКР» – Екатеринбург: ООО «УИПЦ». – 2013. – С. 162 - 165Бабенко А.А., Жучков В.И., Леонтьев Л.И. и др. Микролегирование стали бором – перспективное направление повышения конкурентоспособности отечественной металлопродукции// Труды научно – практической конференции «Перспективы развития металлургии и машиностроения с использованием завершенных фундаментальных исследований и НИОКР» – Екатеринбург: ООО «УИПЦ». – 2013. – С. 162 - 165Богданов Н.А., Сычков А.Б., Деревянченко И.В. и др. Разработка и освоение производства борсодержащих сталей// Металлург. – 1999. №2. – С. 29-30.Богданов Н.А., Сычков А.Б., Деревянченко И.В. и др. Разработка и освоение производства борсодержащих сталей// Металлург. – 1999. №2. – С. 29-30.Литвиненко Д.А. Бор в малоуглеродистой стали для глубокой штамповки// Сталь. – 1984. №4. – С. 357-361.Литвиненко Д.А. Бор в малоуглеродистой стали для глубокой штамповки// Сталь. – 1984. №4. – С. 357-361.Бабенко А.А., Жучков В.И., Смирнов Л.А. и др. Исследование и разработка комплексной технологии производства низкоуглеродистой борсодержащей стали с низким содержанием серы // Сталь. – 2015. №11. – С.48-50.Бабенко А.А., Жучков В.И., Смирнов Л.А. и др. Исследование и разработка комплексной технологии производства низкоуглеродистой борсодержащей стали с низким содержанием серы // Сталь. – 2015. №11. – С.48-50.Бор, кальций, ниобий и цирконий в чугуне и стали/ Под ред. С.М. Винорова, ГНТИ по черной и цветной металлургии. – 1961. – 459 с.Бор, кальций, ниобий и цирконий в чугуне и стали/ Под ред. С.М. Винорова, ГНТИ по черной и цветной металлургии. – 1961. – 459 с.Тюшняков С.Н., Селиванов Е.Н. Термодинамическое моделирование восстановления цинка из медеплавильного шлака. Бутлеровские сообщения. – 2015. Т.43. №9. – С. 108-115.Тюшняков С.Н., Селиванов Е.Н. Термодинамическое моделирование восстановления цинка из медеплавильного шлака. Бутлеровские сообщения. – 2015. Т.43. №9. – С. 108-115.Ким В.А., Акбердин А.А., Куликов И.С. и др. Использование метода симплексных решеток для построения диаграмм типа состав – вязкость// Известия ВУЗов. Черная металлургия. – 1980, №9. – С. 167.Ким В.А., Акбердин А.А., Куликов И.С. и др. Использование метода симплексных решеток для построения диаграмм типа состав – вязкость// Известия ВУЗов. Черная металлургия. – 1980, №9. – С. 167.Планирование эксперимента при исследовании физико – химических свойств металлургических шлаков: Методическое пособие / Ким В. А., Николай Э. И., Акбердин А. А., Куликов И. С. Алма–Ата: Наука, 1989. – 116 с.Планирование эксперимента при исследовании физико – химических свойств металлургических шлаков: Методическое пособие / Ким В. А., Николай Э. И., Акбердин А. А., Куликов И. С. Алма–Ата: Наука, 1989. – 116 с.Бабенко А.А., Истомин С.А., Протопопов Е.В., Сычев А.В., Рябов В.В. Вязкость шлаков системы CaO-SiO2-Al2O3-MgO-B2O3// Известия ВУЗов. Черная металлургия. 2014, №2. – С.41– 43.Бабенко А.А., Истомин С.А., Протопопов Е.В., Сычев А.В., Рябов В.В. Вязкость шлаков системы CaO-SiO2-Al2O3-MgO-B2O3// Известия ВУЗов. Черная металлургия. 2014, №2. – С.41– 43.Петакова Л.А. О механизме влияния бора на пластичность и вязкость среднеуглеродистой стали// Известия ВУЗов. Черная металлургия. – 1974, №12. – С.88– 91.Петакова Л.А. О механизме влияния бора на пластичность и вязкость среднеуглеродистой стали// Известия ВУЗов. Черная металлургия. – 1974, №12. – С.88– 91.

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