Hvad er fordelene ved at bruge ferrosiliciummagnesiumlegering i metallurgi?

Ferrosilicium magnesiumlegeringerer sammensatte legeringer med jern (Fe), silicium (Si) og magnesium (Mg) som deres kernekomponenter. Nogle kvaliteter indeholder sjældne jordarters elementer (såsom Ce og La). Deres kerneegenskaber understøtter deres multifunktionalitet:

 Sammensætningsområde:Si 40%-50%, Mg 5%-10%, Fe-balance, indhold af sjældne jordarter 0,1%-1,0% (valgfrit), urenheder S Mindre end eller lig med 0,05%, P Mindre end eller lig med 0,04%;

 Fysiske egenskaber:Smeltepunkt 1100-1200 grader, massefylde 6,8-7,0 g/cm³, i blok- eller granulær form (størrelse 5-30 mm), let knækket og meget kemisk aktiv ved høje temperaturer;

 Kernefordele:Den synergistiske effekt af silicium og magnesium giver flere funktioner, herunder deoxidation, afsvovling og kornforfining, hvilket gør det mere effektivt og billigere end enkelttilsætningsstoffer.

(1) Høj-Deoxidation: Forbedrer metallets renhed og reducerer defekter

Virkningsmekanisme:

Både silicium og magnesium har stærk deoxiderende aktivitet. De reagerer med FeO i smeltet stål (Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe; Mg + FeO → MgO + Fe). Det resulterende SiO2 og MgO har densiteter meget lavere end smeltet stål, hvilket gør dem nemme at flyde og fjernes med slaggen. Ydermere kan MgO danne et lavt-smeltepunkt-kompositslagge (smeltepunkt omkring 1300 grader) med SiO₂, hvilket øger indeslutningernes adsorptionskapacitet.

Kvantitativ effekt:

Når tilsætningsmængden er 0,2%-0,5% af den smeltede stålmasse, kan oxygenindholdet i det smeltede stål reduceres fra 80-100 ppm til 30-40 ppm, med deoxidationseffektivitet 25%-30% højere end for ferrosilicium alene.

Egnede applikationer:

Præ-deoxidation eller endelig deoxidation i stålfremstilling af konverter og lysbueovne, specielt velegnet til fremstilling af høj-kvalitets konstruktionsstål og legeret stål.

(2) Dyb afsvovling: Reducerer risikoen for, at metal bliver skørt

Virkningsmekanisme:

Magnesium har en stærk affinitet for svovl, idet det reagerer for at danne stabilt MgS, som er uopløseligt i smeltet stål og let fjernes ved slaggesedimentering; sjældne jordarters grundstoffer (såsom Ce) kan hjælpe med afsvovling, generere Ce₂S3, hvilket yderligere forbedrer afsvovlingseffektiviteten.

Kvantitativ effekt:

Når tilsætningsmængden er 0,3%-0,6%, kan svovlindholdet i smeltet stål reduceres fra 0,05% til under 0,01% med en afsvovlingshastighed på over 80%; i duktilt jernproduktion er svovlindholdet efter afsvovling mindre end eller lig med 0,02%, hvilket kan undgå svovls hæmmende virkning på grafitsfæroidisering.

Kerneværdi:

Reducerer varmeskørhed i stål, forbedrer svejseydelse og forarbejdningsplasticitet og forlænger levetiden for metalkomponenter.

(3) Præcisionslegering: Optimering af metalmekaniske egenskaber

Synergistisk styrkende mekanisme:

Silicium opløses i jerngitteret, hvilket forårsager gitterforvrængning og forbedrer styrke og hårdhed; magnesium raffinerer korn (kornstørrelsen falder fra 60μm til 30-40μm), hvilket forbedrer sejhed og plasticitet; sjældne jordarters elementer renser korngrænser, hvilket yderligere forbedrer korrosionsbestandigheden og træthedsbestandigheden.

Påføringseffekter af forskellige metaller:

 Lav-legeret høj-styrkestål:Tilføjelse af 0,4 %-0,8 % silicium-magnesiumlegering øger trækstyrken med 15 %-20 %, flydespændingen med 10 %-15 %, og forlængelsen forbliver større end eller lig med 20 %;
 Varme-bestandigt stål:Silicium og magnesium forbedrer synergistisk høj-temperaturstabilitet; ved 600 grader øges styrkefastholdelsen fra 70 % til over 85 %, velegnet til kedel- og ovnkomponenter;
 Slidfast-stål:Siliciumferromagnesiumlegering danner hårde punktfaser (såsom Mg₂Si) i metalstrukturen, hvilket forbedrer slidstyrken med 30 %-40 %, velegnet til slidbestandige mekaniske dele.

(4) Høj-effektiv podning: Forbedring af mikrostrukturen og egenskaberne af støbegods

Virkningsmekanisme:

I støbejernsstøbning fremmer siliciummagnesium ferro-legering som et podemiddel grafitiseringsudfældning, forfiner grafitkorn (grafitsfæroide diameter falder fra 50 μm til 20 -30 μm), optimerer grafitmorfologi (fra flager til fine sfæroide strukturer og sfæroide strukturer) dannelse.

Kvantitativ effekt:

Ved fremstilling af duktilt jern er tilsætningsmængden 0,8 %-1,2 % af den smeltede jernmasse, grafitsfæroidiseringshastigheden kan nå over 90 %, trækstyrken øges fra 300 MPa til over 450 MPa, og slagstyrken øges med 50 %-70 %; skrotmængden af ​​komplekst støbegods (såsom motorblokke) falder fra 10 % til under 3 %.

Egnede anvendelsesscenarier:

Støbning af gråt støbejern og duktilt jern, specielt velegnet til fremstilling af præcisionsstøbegods og komplekse konstruktionsdele.

(5) Optimering af smeltet fluiditet: Forbedring af smeltet formningskvalitet

Virkningsmekanisme:

Magnesium Ferrosiliciumlegeringer kan reducere overfladespændingen af ​​smeltet stål/jern, reducere smelteviskositeten med 15%-20% og forbedre påfyldningskapaciteten.

Kerneværdi:

Gør det smeltede metal nemmere at udfylde formhulrummet, hvilket reducerer støbedefekter såsom "utilstrækkelig fyldning" og "kold lukket", hvilket forbedrer dimensionsnøjagtigheden og overfladefinishen af ​​støbegods; samtidig fremmer det flotationen af ​​indeslutninger, hvilket yderligere forbedrer metallets renhed.

(1) Udvælgelseslogik: Match karakteren i henhold til scenariet

(2) Forholdsregler ved brug

 Doseringskontrol:Overdreven tilsætning kan let føre til metalskørhed (f.eks. reducerer et for højt magnesiumindhold stålets slagstyrke med mere end 20%). Nøjagtig beregning baseret på målpræstation er påkrævet.
 Tidspunkt for tilføjelse:Tilføj under tapningsprocessen i stålfremstilling; tilsæt 1-3 minutter før hældning i støbning for at undgå for tidlig tilsætning, der fører til magnesium afbrænding.
 Opbevaringsbetingelser:Opbevares i et tørt, lukket miljø for at undgå fugtoxidation (oxidation producerer en MgO-film, hvilket reducerer reaktiviteten). Opbevaringsperioden bør ikke overstige 6 måneder.