Aliaje de fero siliciu magneziusunt aliaje compozite cu fier (Fe), siliciu (Si) și magneziu (Mg) ca componente de bază. Unele clase conțin elemente de pământuri rare (cum ar fi Ce și La). Proprietățile lor de bază le susțin multifuncționalitatea:
Gama de compozitie:Si 40%-50%, Mg 5%-10%, echilibru Fe, conținut de pământuri rare 0,1%-1,0% (opțional), impurități S mai mic sau egal cu 0,05%, P mai mic sau egal cu 0,04%;
Proprietăți fizice:Punct de topire 1100-1200 grade, densitate 6,8-7,0 g/cm³, sub formă bloc sau granulară (dimensiune 5-30 mm), ușor de spart și foarte activ din punct de vedere chimic la temperaturi ridicate;
Avantajele principale:Efectul sinergetic al siliciului și magneziului oferă funcții multiple, inclusiv dezoxidarea, desulfurarea și rafinarea cerealelor, făcându-l mai eficient și mai mic ca cost decât aditivii individuali.
Avantajele aplicației de bază ale aliajelor FeSiMg în metalurgie
(1) Dezoxidare cu-eficiență ridicată: îmbunătățește puritatea metalului și reduce defectele
Mecanism de acțiune:
Atât siliciul, cât și magneziul au activitate dezoxidantă puternică. Ele reacţionează cu FeO în oţelul topit (Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe; Mg + FeO → MgO + Fe). SiO₂ și MgO rezultate au densități mult mai mici decât oțelul topit, ceea ce le face ușor să plutească și să fie îndepărtate cu zgura. În plus, MgO poate forma o zgură compozită cu punct de topire scăzut-- (punct de topire în jur de 1300 de grade ) cu SiO₂, sporind capacitatea de adsorbție a incluziunilor.
Efect cantitativ:
Când cantitatea de adăugare este de 0,2%-0,5% din masa oțelului topit, conținutul de oxigen al oțelului topit poate fi redus de la 80-100 ppm la 30-40 ppm, cu o eficiență de dezoxidare cu 25%-30% mai mare decât cea a ferosiliciului singur.
Aplicații potrivite:
Pre{0}}dezoxidarea sau dezoxidarea finală în fabricarea de oțel al convertoarelor și cuptoarelor cu arc electric, potrivite în special pentru producția de oțel de-structură și oțel aliat de înaltă calitate.
(2) Desulfurare profundă: Reducerea riscului de fragilitate a metalului fierbinte
Mecanism de acțiune:
Magneziul are o afinitate puternică pentru sulf, reacționând pentru a forma MgS stabil, care este insolubil în oțel topit și ușor de îndepărtat prin sedimentarea zgurii; elementele pământurilor rare (cum ar fi Ce) pot ajuta la desulfurare, generând Ce₂S₃, îmbunătățind în continuare eficiența desulfurării.
Efect cantitativ:
Când cantitatea de adăugare este de 0,3%-0,6%, conținutul de sulf din oțelul topit poate fi redus de la 0,05% la sub 0,01%, cu o rată de desulfurare de peste 80%; în producția de fontă ductilă, conținutul de sulf după desulfurare este mai mic sau egal cu 0,02%, ceea ce poate evita efectul inhibitor al sulfului asupra sferoidizării grafitului.
Valoare de bază:
Reducerea fragilității la cald în oțel, îmbunătățirea performanței de sudare și plasticitatea procesării și extinderea duratei de viață a componentelor metalice.
(3) Aliere de precizie: optimizarea proprietăților mecanice ale metalelor
Mecanism de consolidare sinergică:
Siliciul se dizolvă în rețeaua de fier, provocând deformarea rețelei și îmbunătățind rezistența și duritatea; magneziul rafinează boabele (dimensiunea boabelor scade de la 60μm la 30-40μm), îmbunătățind duritatea și plasticitatea; elementele pământurilor rare purifică limitele de cereale, sporind și mai mult rezistența la coroziune și rezistența la oboseală.
Efectele de aplicare ale diferitelor metale:
Oțel-aliat de înaltă-rezistență:Adăugarea a 0,4%-0,8% aliaj de siliciu-magneziu crește rezistența la tracțiune cu 15%-20%, limita de curgere cu 10%-15%, iar alungirea rămâne mai mare sau egală cu 20%;
Oțel-rezistent la căldură:Siliciul și magneziul îmbunătățesc în mod sinergic stabilitatea-la temperaturii ridicate; la 600 de grade, retenția rezistenței crește de la 70% la peste 85%, potrivită pentru componentele cazanului și cuptorului;
Oțel-rezistent la uzură:Aliajul de siliciu Ferro magneziu formează faze cu puncte dure (cum ar fi Mg₂Si) în structura metalică, îmbunătățind rezistența la uzură cu 30%-40%, potrivite pentru piesele mecanice rezistente la uzură.
(4) Inoculare cu-eficiență ridicată: îmbunătățirea microstructurii și a proprietăților pieselor turnate
Mecanism de actiune:
În turnarea fontei, aliajul de siliciu și magneziu Fero, ca inoculant, favorizează precipitarea de grafitizare, rafinează boabele de grafit (diametrul sferoidului de grafit scade de la 50μm la 20-30μm), optimizează morfologia grafitului (de la fulgi la sferoide fine), pentru a reduce tendințele de formare a sferoidelor albe.
Efect cantitativ:
În producția de fontă ductilă, cantitatea de adăugare este de 0,8%-1,2% din masa fierului topit, rata de sferoidizare a grafitului poate ajunge la peste 90%, rezistența la tracțiune crește de la 300MPa la peste 450MPa, iar tenacitatea la impact crește cu 50%-70%; rata deșeurilor de piese turnate de formă complexă (cum ar fi blocurile de motor) scade de la 10% la sub 3%.
Scenarii de aplicare adecvate:
Turnare de fontă cenușie și fontă ductilă, potrivită în special pentru producția de piese turnate de precizie și piese structurale complexe.
(5) Optimizarea fluidității topite: îmbunătățirea calității formării topite
Mecanism de acțiune:
Aliajele de ferosiliciu de magneziu pot reduce tensiunea superficială a oțelului/fierului topit, scăzând vâscozitatea topiturii cu 15%-20% și îmbunătățind capacitatea de umplere.
Valoare de bază:
Face ca metalul topit să umple mai ușor cavitatea matriței, reducând defectele de turnare, cum ar fi „umplerea insuficientă” și „închiderea la rece”, îmbunătățind precizia dimensională și finisarea suprafeței pieselor turnate; simultan, promovează flotarea incluziunilor, sporind și mai mult puritatea metalului.
Selectarea și utilizarea punctelor de control ale aliajelor de siliciu-magneziu
(1) Logica de selecție: potriviți nota în funcție de scenariu
| Scenarii de aplicare | Tipuri de note recomandate | Cerințe componente de bază (Si/Mg) | Avantaje cheie |
| Dezoxidarea și desulfurarea în fabricarea oțelului obișnuită | Tip scăzut de magneziu (FeSiMg5-6) | 45%-50%/5%-6% | Cost echilibrat, potrivit pentru calitățile generale de oțel |
| Inoculare cu fier ductil pentru sferoidizare | Tip mediu de magneziu (FeSiMg8-10) | 40%-45%/8%-10% | Efect bun de sferoidizare, morfologie excelentă a grafitului |
| Oțel aliat-de înaltă calitate, piese turnate de precizie | Tipul pământului rar (FeSiMgRe) | 42%-48%/7%-9%, Re 0,5% | Limite de cereale purificate pentru o performanță mai stabilă |
(2) Precauții de utilizare
Controlul dozei:Adăugarea excesivă poate duce cu ușurință la fragilizarea metalului (de exemplu, conținutul excesiv de magneziu reduce rezistența la impact a oțelului cu mai mult de 20%). Este necesar un calcul precis bazat pe performanța țintă.
Momentul de adăugare:Adăugați în timpul procesului de tasare în fabricarea oțelului; adăugați 1-3 minute înainte de turnare în turnare pentru a evita adăugarea prematură care duce la arderea magneziului.
Conditii de pastrare:Depozitați într-un mediu uscat și sigilat pentru a evita oxidarea umezelii (oxidarea produce o peliculă de MgO, reducând reactivitatea). Perioada de depozitare nu trebuie să depășească 6 luni.
