Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

ТЕХНОЛОГИЯ CВС КОМПОЗИЦИОННЫХ ФЕРРОСПЛАВОВ ЧАСТЬ II. СИНТЕЗ НИТРИДА ФЕРРОСИЛИЦИЯ И БОРИДА ФЕРРОТИТАНА

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-7-527-535

Полный текст:

Аннотация

Показано, что закономерности горения ферросилиция в азоте во многом схожи с горением металлического кремния. С увеличе­нием в исходном ферросилиции концентрации кремния повышается интенсивность его взаимодействия с азотом, что проявляется в зна­чительном росте скорости горения. Концентрация азота в продуктах горения при этом увеличивается. Во всем исследованном диапазоне изменения исходных параметров (давление азота, дисперсность порошка, состав шихты) основной фазой в продуктах горения является β-Si3N4 . Заметных количеств α-Si3N4 не обнаруживается. Для практического применения оптимальным является использование ферро­силиция марок ФС75 и ФС90 для производства огнеупорных материалов, а для получения легирующих композиций стали – наиболее чистые по примесям марки сплава ФС65 и ФС75. Введение в систему Ti – B (Tад = 3190 К) железа значительно сужает концентрационные пределы горения. Смесь со сплавом с 16,9 % B горит в узком диапазоне концентраций Ti:B, близком 0,86. При горении смеси (Fe – B) + Ti повышение начальной температуры значительно расширяет концентрационные пределы синтеза. Во всех случаях повышение исходной температуры приводит к значительному увеличению скорости горения. Разогрев до T0 ≥ 300 °C позволяет вовлечь в СВС процесс смеси с более крупными порошками титана (rср.Ti ≥ 0,4 мм). Синтез реализуется в широком интервале изменения соотношения B:Ti. Горением та­ких смесей возможно получение сплава с 6 – 14 % B и 30 – 60 % Ti. Создано специализированное промышленное оборудование – ряд СВС реакторов с рабочим объемом 0,06, 0,15 и 0,3 м3 для серийного производства продукции на основе тугоплавких неорганических соедине­ний для металлургии. Освоено промышленное СВС производство композиционных материалов на основе бескислородных соединений.  

Об авторах

М. Х. Зиатдинов
Национальный исследовательский Томский государственный университет
Россия

Доктор технических наук, старший научный сотрудник

634050, Томск, пр. Ленина, 36



И. М. Шатохин
ООО «НТПФ «Эталон»
Россия

Доктор технических наук, генеральный директор

455030, Магнитогорск, Западное шоссе, 15



Л. И. Леонтьев
Институт металлургии Уральского отделения РАН; Президиум РАН; Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

академик РАН, советник, д.т.н., профессор




Список литературы

1. Pat. 1461119, GB. Int. Cl. C01B21/06. Method for treatment of ferrosilicon nitride // Iwamoto S. Denki Kagaku Kogyo. Publ. 13.01.1977.

2. Hampshire S. Silicon nitride ceramics – review of structure, processing and properties. // J. of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2007. Vol. 24. No. 9. P. 43 – 50.

3. Ziegler G., Heinrich J., Wotting G. Review. Relationships between processing, microstructure and properties of dense and reaction-bonded silicon nitride. // J. of Materials Science. 1987. Vol. 22. P. 3041 – 3086.

4. Mendendez-Martinez J.J., Dominguez-Rodrigez A. Creep of silicon nitride // Progress in material science. 2004. Vol. 49. P. 19 – 107.

5. SveinTonseth. Dusty by – product yield hard cash // GEMINI.1998. No. 1. P. 1 – 4.

6. Kometani K., Lizuka K., Kaga T. Behavior of ferro-Si3N4 in blast furnace tap hole mud // Taikabutsu. 1998. Vol. 50. No. 6. P. 326 – 330.

7. Muroi N. New taphole mud for blast furnaces // Taikabutsu. 1999. Vol. 51. No. 4. P. 192 – 196.

8. Lopes A.B. The influence of ferro silicon nitride on the performance of the modern taphole mud for blast furnace // Refractories Applications and News. 2002. Vol. 7. No. 5. P. 26 – 30.

9. Pant P., Dahlmann P., Schlump W., Stein G. A new nitrogen alloyng technique – a way to distinctly improve the properties of austenitic steel // Steel research. 1987. No. 1. P. 18 – 25.

10. Мукасьян А. С., Мержанов А. Г., Мартыненко В. М. и др. О ме¬ханизме и закономерностях горения кремния в азоте // Физика горения и взрыва. 1986. № 5. С. 43 – 49.

11. Мукасьян А.С., Степанов Б.В., Гальченко Ю.А., Боровинская И.П. О механизме структурообразования нитрида кремния при горении кремния в азоте // Физика горения и взрыва. 1990. № 1. С. 45 – 52.

12. Hirao K., Miyamoto Y., Koizumi M. Combustion reaction characteristics in the nitridation of the silicon // Adv. Ceram. Mater. 1986. Vol. 2. No. 4. P. 780 – 785.

13. Zakorzhevskii V.V., Borovinskaya I.P. Some regularities of α-Si3N4 synthesis in a commercial SHS reactor // Int. J. SHS. 2000. Vol. 9. No. 2. P. 171 – 191.

14. Павлов С.В., Снитко Ю.П., Плюхин С.Б. Отходы и выбросы при производстве ферросилиция // Электрометаллургия. 2001. № 4. С. 22 – 28.

15. Boyer S.M., Moulson A.J. A mechanism for the nitridation of Fe-contaminated silicon // J. of Materials Science. 1978. Vol. 13. P. 1637 – 1646.

16. Vlasova M.V., Lavrenko V.A., DyubovaL.Yu. etc. Nitriding of ferrosilicon powders // J. of Materials Synthesis and Processing. 2001. Vol. 9. No. 3. P. 111 – 117.

17. Andrievski R.A. Melting point and dissociation of silicon nitride // Int. J. SHS. 1995. Vol. 4. No. 3. P. 237 – 244.

18. Messier D.R., Riley F.L., Brook R.J. The α/β silicon nitride phase transformation // J. of Material Science. 1978. Vol. 13. P. 1199 – 1205.

19. Зиатдинов М.Х., Шатохин И.М. Перспективы производства и применения СВСнитрида ферросилиция // Сталь. 2008. № 1. С. 26 – 31.

20. Ziatdinov M.Kh., Shatokhin I.M. Experience in the development, production, and use of self-propagating high-temperature synthesis materials in metallurgy // Metallurgist. 2008. Vol. 52. No. 11–12.

21. Ziatdinov M.Kh., Shatokhin I.M. Using ferrosilicon nitride of nitro-fesil grade in gate and spout components // Refractories and Industrial Ceramics 2008. Vol. 49. No. 5. P. 383 – 387.

22. Digges T.G., Irish C.R., Carwile N.L. Effect of boron on the hardenability of high-purity alloys and commercial steels // Part of the Journal of Research of the National Bureau of Standards, U.S. Department of Commerce, Research Paper RP 1938. 1948. Vol. 41. P.127 – 143.

23. Лякишев Н.П., Плинер Ю.Л., Лаппо С.И. Борсодержащие стали и сплавы. – М.: Металлургия, 1986. – 192 с.

24. Pat. 1071968 CN. Pat. 2681877 FR. Int cl. C22C 1/05, C22C 29/14. Method of making mixturealloy boron // M.Kh. Ziatdinov, Y.M. Maximov, A.G. Merzhanov. Publ. 12.05.1993.

25. А. с. 1830393 РФ. МПК С22С 33/00. Способ получения ком¬позиционных борсодержащих сплавов для легирования ста¬ли // А.В. Тугутов, М.Х. Зиатдинов, Ю.М. Максимов; опубл. 30.07.1993; бюл. изобр. № 28.


Для цитирования:


Зиатдинов М.Х., Шатохин И.М., Леонтьев Л.И. ТЕХНОЛОГИЯ CВС КОМПОЗИЦИОННЫХ ФЕРРОСПЛАВОВ ЧАСТЬ II. СИНТЕЗ НИТРИДА ФЕРРОСИЛИЦИЯ И БОРИДА ФЕРРОТИТАНА. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2018;61(7):527-535. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-7-527-535

For citation:


Ziatdinov M.K., Shatokhin I.M., Leont’ev L.I. SHS TECHNOLOGY OF COMPOSITION FERROALLOYS. PART II. SYNTHESIS OF FERROSILICON NITRIDE AND FERROTITANIUM BORIDE. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2018;61(7):527-535. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-7-527-535

Просмотров: 145


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)