Химические процессы при модифицировании чугуна вдуванием магния
Выполнен термодинамический анализ химических реакций, протекающих при вдувании магния в чугун, с учетом давления в пузырьке. Показано, что вводимый магний расходуется в первую очередь на практически полное связывание серы и кислорода, а затем – на связывание кислорода и азота газа-носителя (если эти...
Saved in:
| Published in: | Металл и литье Украины |
|---|---|
| Date: | 2016 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2016
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/163033 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Химические процессы при модифицировании чугуна вдуванием магния / О.А. Могилевцев, С.А. Стороженко, Т.И. Стороженко // Металл и литье Украины. — 2016. — № 8-10 (279-281). — С. 9-13. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859954999158636544 |
|---|---|
| author | Могилевцев, О.А. Стороженко, С.А. Стороженко, Т.И. |
| author_facet | Могилевцев, О.А. Стороженко, С.А. Стороженко, Т.И. |
| citation_txt | Химические процессы при модифицировании чугуна вдуванием магния / О.А. Могилевцев, С.А. Стороженко, Т.И. Стороженко // Металл и литье Украины. — 2016. — № 8-10 (279-281). — С. 9-13. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Металл и литье Украины |
| description | Выполнен термодинамический анализ химических реакций, протекающих при вдувании магния в чугун, с учетом давления в пузырьке. Показано, что вводимый магний расходуется в первую очередь на практически полное связывание серы и кислорода, а затем – на связывание кислорода и азота газа-носителя (если эти компоненты в нем присутствуют). Установлено, что при вдувании магния азот не является инертным газом, он взаимодействует с магнием, образуя нитрид.
Виконано термодинамічний аналіз хімічних реакцій, що відбуваються під час вдування магнію в чавун, з урахуванням тиску в бульбашці. Показано, що магній, який вводиться, витрачається в першу чергу на практично повне зв’язування сірки і кисню, а потім – на зв’язування кисню та азоту газу-носія (якщо ці компоненти в ньому присутні). Встановлено, що при вдуванні магнію азот не є інертним газом, він взаємодіє з магнієм, утворюючи нітрид.
Thermodynamic analysis of chemical reactions occurring during the injection of magnesium in cast iron, with the pressure in the bubble is performed. It is shown that the injected magnesium is consumed in the first place to the complete binding of sulfur and oxygen, and then – to bind oxygen, and nitrogen as gas-carrier (if these components are contained). It was found that during the injection of magnesium nitrogen is not used as noble gas, it reacts with magnesium, forming a nitride.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:19:20Z |
| format | Article |
| fulltext |
9МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 8-10 (279-281) ’2016
min 2 / ( )àò ÷r P P g H= σ − − ρ ⋅ ⋅
Зависимость давления (мм рт. ст.) насыщенного
пара магния от температуры описывается уравнени-
ем [2]:
Если давление выразить в паскалях, получим:
По другим данным [3] (после перехода к паска-
лям):
Расчет по уравнениям (3) и (4) дает практически
одинаковые результаты.
Оценим, какие пузырьки могут образоваться в чу-
гуне, если магний вводится на глубину 0,5 м при тем-
пературе 1400 °С.
По уравнениям (3) и (4) при такой температуре
давление P1400= 0,711 МПа. Поверхностное натяже-
ние чугуна равно 1,1 Н/м [4], плотность – 7000 кг/м3.
Рассчитанный по уравнению (2) радиус пузырька
равен 3,8 мкм.
Пузырьки, радиус которых больше указанного, яв-
ляются устойчивыми, пузырьки меньшего размера об-
разоваться не могут, потому что температура кипения
(конденсации) магния в них выше температуры чугуна.
Для того, чтобы пузырек коллапсировал при тем-
пературе кристаллизации чугуна (1150 °С), давление
внутри него должно быть не меньше, чем давление
насыщенного пара магния при данной температуре.
Из (3) и (4) находим Р1150 = 0,1436 МПа. Расчет по
уравнению (2) показывает, что коллапс пузырьков
вблизи поверхности и глубже происходит при их ра-
диусе не более 50 мкм.
Следующая задача состоит в том, чтобы опре-
делить, какой максимальный размер должен иметь
В
ведение. В работе [1] показано, что зародыши
шаровидного графита в чугуне могут образовать-
ся в результате коллапса (конденсации) пузырь-
ков магния. Для этого давление в пузырьке долж-
но стать больше упругости насыщенного пара магния
при температуре кристаллизации чугуна.
Магний, как известно, является достаточно актив-
ным металлом, поэтому при его вводе в чугун могут
происходить химические реакции, влияющие на ус-
ловия образования шаровидного графита. Эти ре-
акции, с учетом особенностей ввода магния в струе
газа-носителя и физико-химических условий в обра-
зующихся пузырьках, недостаточно изучены.
Целью работы является теоретическое исследо-
вание химических реакций, протекающих при вдува-
нии диспергированного магния в жидкий чугун.
Методика исследования – термодинамические
расчеты.
Результаты и обсуждения. Особенностью рас-
сматриваемых химических реакций является то, что
они происходят преимущественно внутри, на поверх-
ности или в ближайшей окрестности пузырьков газа.
При небольшом диаметре таких пузырьков развива-
ющееся в них капиллярное давление играет суще-
ственную роль в протекании реакций.
Общее давление в пузырьке, Р, складывается из
атмосферного, Рат, ферростатического и капиллярно-
го давлений:
где ρч – плотность жидкого чугуна, кг/м3; H – глубина
погружения пузырька в чугун, м; σ – поверхностное на-
тяжение жидкого чугуна, Н/м; r – радиус пузырька, м.
При испарении вводимого магния могут образо-
ваться только такие пузырьки, давление в которых
меньше или равно упругости насыщенного пара маг-
ния при данной температуре.
Из уравнения (1) минимальный радиус пузырька
магния равен:
УДК 621.745.4:669.131.7
О. А. Могилевцев, С. А. Стороженко, Т. И. Стороженко
Днепродзержинский государственный технический университет, Каменское
Химические процессы при модифицировании чугуна
вдуванием магния
Выполнен термодинамический анализ химических реакций, протекающих при вдувании магния в чугун, с учетом
давления в пузырьке. Показано, что вводимый магний расходуется в первую очередь на практически полное
связывание серы и кислорода, а затем – на связывание кислорода и азота газа-носителя (если эти компоненты в
нем присутствуют). Установлено, что при вдувании магния азот не является инертным газом, он взаимодействует
с магнием, образуя нитрид.
Ключевые слова: чугун, магний, термодинамические расчеты, газ-носитель, шаровидный графит, давление,
температура.
2
àò ÷P P g H
r
σ
= + ρ ⋅ ⋅ + (1)
(2)
,
.
1
Mg 7550 1,41 12,79.lgP T lgT−= − ⋅ − ⋅ +
1
Mg 7550 1,41 14,91lgP T lgT−= − ⋅ − ⋅ + (3)
(4)
.
.
1 4
Mg 43,537 18062 5,867 10 2,728lnP T T lnT− −= − ⋅ + ⋅ − ⋅
1 4
Mg 43,537 18062 5,867 10 2,728lnP T T lnT− −= − ⋅ + ⋅ − ⋅
ат
ат
ч
ч
10 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 8-10 (279-281) ’2016
3 34 3,14 4,1867
3â â âV r r= ⋅ ⋅ = ⋅
1673â âPV nR= ⋅
где fS – коэффициент активности серы в чугуне.
По данным И. С. Куликова [5],
По данным того же автора можно рассчитать вели-
чину fS для чугуна марки ВЧ 45, среднее содержание
элементов в котором для отливок с толщиной стенки
до 50 мм равно [6]: 3,55 %С; 2,4 %Si; 0,5 %Mn. Для
такого чугуна fS = 4,91.
При температуре 1150 °С расчетное значение
K8(1150 °C) = 2,275·106. Для расчета равновесного
содержания серы давление следует выражать в тех
единицах, которыми пользовался Куликов, то есть в
атмосферах. Давление в коллапсирующем пузырьке
равно 1,436 ат. Подставив, находим [%S] = 6,23·10-8 %.
Видно, что магний полностью связывает серу чугуна.
При исходном содержании серы 0,03% на это расхо-
дуется 0,0225% магния.
Содержание кислорода в чугуне около 0,005%. На
его связывание потребуется 0,0075% магния. Всего на
серу и кислород будет израсходовано 0,03% магния.
Известно, что для надежной сфероидизации гра-
фита остаточное содержание магния должно состав-
лять 0,05%. Итак, если магний расходуется только
на связывание серы и кислорода, в пузырьке при
вводе должно содержаться приблизительно в (0,03 +
0,05)/0,05 = 1,6 раз больше магния, чем при коллапсе
пузырька. По формуле Менделеева-Клапейрона:
Разделив (11) на (10), получим PвVв = 1,881· PкVк.
Уравнение (7) примет вид:
Из него следует, что максимальный первоначаль-
ный радиус пузырька должен быть равен 58 мкм. Пу-
зырьки меньшего размера сколлапсируют до начала
кристаллизации чугуна. Пузырьки большего размера,
израсходовав соответствующее количество магния
на связывание серы и кислорода, не достигнут кри-
тического радиуса, не сколлапсируют и не станут за-
родышами шаровидного графита.
Если магний вдувается в чугун в струе инертного
аргона, то размер пузырька при коллапсе будет таким
же, но газовая фаза внутри него включает не только
магний, но и аргон. Предположим, что расход газа-
носителя составляет 0,12 нм3/кг Mg [7]. При вводе
1 кг магния после связывания серы и кислорода маг-
ния останется 1/1,6 = 0,625 кг. Найдем мольную до-
лю магния. Количество молей магния 625/24 = 26,0;
аргона 120/22,4 = 5,357. Общее количество молей
26,0 + 5,357 = 31,357. Мольная (и объемная) доля маг-
ния в пузырьке 26,0/31,357 = 0,83, аргона – 0,17. Мас-
са образующейся капли магния 1,5245·10-10·0,83 =
= 1,2653 ·10-10 г, объем 7,443·10-17 м3, а ее радиус
2,6 мкм.
Рассчитаем размер оставшегося после коллап-
са пузырька аргона. Общее количество молей в
пузырек в момент его образования, чтобы при кри-
сталлизации чугуна его радиус равнялся 50 мкм. Это
зависит от температуры и расхода магния на хими-
ческие реакции. Предположим, что такового расхода
нет (исходный чугун полностью очищен от серы и
кислорода, а в пузырьке нет газов, способных реаги-
ровать с магнием).
По уравнению Менделеева-Клапейрона (индекс
«к» соответствует коллапсу пузырька, «в» – вдуванию):
Разделив (6) на (5), получим 1,17569â â ê êPV P V= ⋅ .
Подставив, получим уравнение:
Это кубическое уравнение имеет один положи-
тельный корень, а именно rв = 4,9·10-5 м (49 мкм).
Давление в таком пузырьке будет равно 0,179 МПа.
Следовательно, в образовании зародышей шаровид-
ного графита могут принимать участие образовавши-
еся пузырьки радиусом от 3,8 до 49 мкм. Их коллапс
будет происходить в процессе охлаждения чугуна от
1400 до 1150 °С. Вначале сконденсируются более
мелкие пузырьки, затем – более крупные.
Рассчитаем максимальный радиус образующейся
капли магния. По уравнению (5) в пузырьке будет содер-
жаться молей магния
8
127,515 10 6,352 10
8,314 1423
ê êP Vn
RT
−
−⋅
= = = ⋅
⋅
,
масса капли будет равна m = 6,352·10-12·24 =
=1,5245·10-10 г. Учитывая, что плотность жидкого
магния равна 1700 кг/м3, объем капли будет равен
8,97·10-17 м3, а радиус – 2,8 мкм. Капли такого размера,
оставшиеся внутри шаровидных включений графита,
часто наблюдают в оптический микроскоп при боль-
шом увеличении.
Рассмотрим случай, когда магний расходуется на
связывание серы и кислорода по реакциям:
Константа равновесия реакции (8) имеет вид:
1423ê êP V nR= ⋅ (5)
(6)
,
,
.
.
5 3 13 34 3,14 (5,0 10 ) 5,2333 10
3êVì − −= ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅
51,436 10 .ÊPÏ à= ⋅
87,515 10 .Ê ÊP V −= ⋅
5 52 1,1 2,210 7000 9,8 0,5 1,343 10â
â â
P
r r
⋅
= + ⋅ ⋅ + = ⋅ +
м3;
5 3 2 85,6227 10 9,2107 8,8353 10 0â âr r −⋅ + ⋅ − ⋅ = (7).
{Mg}+[S]=(MgS)
{Mg}+[O]=(MgO). (9)
(8)
,
8
Mg S
1
[%S]
K
p f
=
⋅ ⋅
1423ê êP V nR= ⋅ (10)
(11)
,
.1,6 1673â âPV nR= ⋅ ⋅
5 3 2 7
0 05,6227 10 9,2107 1,4136 10 0r r −⋅ + ⋅ − ⋅ = (12).
к
к
в
в
к
к
в
в
Vк
Pк PкVк
PкVк
PвVв
Па.
в
в
в в
вв
в в
к к
11МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 8-10 (279-281) ’2016
(Mg3N2) + 3[S] = 3(MgS) + {N2},
14 8 133lgK lgK lgK= ⋅ −
пузырьке непосредственно перед его коллапсом
равно 6,352·10-12 (см. выше), в том числе молей
аргона 6,352·10-12·0,17 = 1,08·10-12.. После коллап-
са газообразным остается только аргон. При этом
по уравнению Менделеева-Клапейрона: PArVAr =
= 1,08·10-12·8,314·1423 = 1,2775·10-8. Выражая PAr и
VAr через радиус пузырька, получим уравнение:
Из него следует, что максимальный радиус остав-
шегося пузырька аргона равен 24 мкм.
Дальнейшее поведение таких пузырьков не
вполне ясно. В спокойной жидкости скорость их
всплывания можно определить по формуле Стокса
22
9
÷ ïv g r ρ − ρ
= ⋅ ⋅ ⋅
η
, где ρч – плотность жидкого чугу-
на, ρп – плотность газа в пузыре, η – динамическая
вязкость чугуна.
Динамическая вязкость чугуна приблизительно
равна 6·10-3 Па·с [8].
Пренебрегая плотностью газа, находим:
Конвективные потоки могут сильно изменить ско-
рость удаления пузырьков, однако они остаются в
чугуне достаточно долго и должны наблюдаться на
шлифах.
Азот, как газ-носитель, строго говоря, нельзя счи-
тать инертным: он образует с магнием нитрид по ре-
акции:
Расчет константы равновесия при 1400°С по ме-
тоду Л. П. Владимирова [9] дает К13 (1400 °С) = 5,722.
Для того, чтобы определить направление раз-
вития реакции (13), в формулу константы равно-
весия следует подставить парциальные давления,
выраженные в атмосферах, поскольку именно этой
единицей пользовался Л. П. Владимиров при со-
ставлении своих таблиц. Общее давление в пузырь-
ке P = 0,711 МПа. Как и для аргона, мольная доля
магния равна 0,83, азота – 0,17. Находим: pMg =
= 0,711·0,83 = 0,590 МПа (5,9 ат); pN2
=
= 0,711·0,17 = 0,121 МПа (1,2 ат). Подставив, нахо-
дим первоначальное значение 3
1 0,004
5,9 1,2
=
⋅
, что
значительно меньше равновесного значения. Сле-
довательно, реакция (13) происходит в направлении
образования Mg3N2. Аналогичный расчет показывает,
что при 1150° реакция идет в том же направлении.
Расчеты подтверждают, что реакция связывания маг-
нием азота-носителя идет практически до конца. О
наличии нитрида магния в высокопрочном чугуне сви-
детельствует также отчетливый запах аммиака при
увлажнении свежего излома отливок (нитрид магния
взаимодействует с водой с выделением аммиака).
Несложный расчет показывает, что при расходе
азота 0,12 нм3 на 1 кг магния расход последнего на
связывание азота составляет 0,064% от массы чугуна.
При этом образуется 0,09% нитрида. Суммарный рас-
ход магния составит (0,05 + 0,0375 + 0,064) = 0,15%.
Таким образом, недостаток азота как носителя со-
стоит в том, что он требует дополнительного расхода
магния, а преимущество в том, что он не оставляет
остаточных пузырьков после конденсации пара маг-
ния. При вдувании в струе азота усвоенный чугуном
магний распределяется следующим образом: на свя-
зывание серы и кислорода – 25%; на связывание азо-
та носителя – 42%; остаточное содержание – 33%.
Представляет интерес вопрос об очередности ре-
акций десульфурации чугуна и образования нитрида
магния. Для этого необходимо рассмотреть реакцию:
Суммируем реакции по закону Гесса:
По расчету при 1400 °С: K14 (1400 °С) = 1,4·1011
Поскольку MgS и Mg3N2 находятся в твердом со-
стоянии,
При pN2
= 1,0
атм находим [%S] = 3,9·10-5 %. Таким
образом, нитрид магния является активным десуль-
фуратором чугуна, и при недостатке магния вначале
будет связана сера, а затем – азот носителя. Есте-
ственно, при этом останется пузырек азота.
Если носителем является воздух, качественно
картина останется той же, несколько уменьшится
расход магния на связывание азота и появится рас-
ход на связывание кислорода носителя. Поскольку
расход магния на связывание единицы объема кис-
лорода меньше, чем азота, общий расход магния не-
сколько сократится.
Кроме серы и кислорода магний может реагиро-
вать и с другими компонентами чугуна.
С углеродом магний образует ряд карбидов –
MgC2, Mg2C и Mg2C3.
Однако все они термически не стойкие [10].
.
.
.
(13)
(14)
5 3 2 8
Ar Ar5,6227 10 9,2107 1,2775 10 0r r −⋅ + ⋅ − ⋅ =
2
13 3
Mg N
1K
p p
=
⋅
.
2N
14 3
S( [%S])
p
K
f
=
⋅
.
MgC2 Mg2C3 Mg + C
570-610 °C 700 °C
ч п
3{Mg} + {N2} = (Mg3N2),
(14) = 3 · (8) – (13),
м/с (1,5 мм/с) .
12 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 8-10 (279-281) ’2016
1. Могилевцев О. А. Роль пузырей модификатора в образовании зародышей шаровидного графита в чугуне / О. А. Мо-
гилевцев // Теория и практика металлургии. – 1999. – № 4. – С. 31-32.
2. Стефанюк С. Л. Металлургия магния и других легких металлов: Учебник для техникумов. – М.: Металлургия, 1985. –
200 с.
3. Химическая энциклопедия: В 5 т. Т.2. – М.: СЭ, 1990. – 671 с.
4. Справочник по чугунному литью / Под ред. Н. Г. Гиршовича. – 3-е изд. перераб. и доп. – Л: Машиностроение, 1978. –
758 с.
5. Куликов И. С. Десульфурация чугуна / И. С. Куликов. – М.: Металлургиздат, 1962. – 306 с.
6. Чугун: справочник / А. Д. Шерман, А. А. Жуков, Э. В. Абдуллаев и др.; под ред. А. Д. Шермана и А. А. Жукова. – М.:
Металлургия, 1991. – 576 с.
7. Чубін К. І. Розвиток теорії та удосконалення технології десульфурації чавуну вдуванням диспергованого магнію: авто-
реф. дис. канд. техн. наук: / К. І. Чубін [Дніпродзержинський державний технічний університет]. – Дніпродзержинськ,
2008. – 40 с.
8. Вертман А. А. Свойства расплавов железа / А. А. Вертман, А. М. Самарин. – М.: Наука, 1969. – 280 с.
9. Справочник по расчетам металлургических реакций / А. Н. Крестовников, Л. П. Владимиров, Б. С. Гуляницкий, А. Я. Фи-
шер. – М.: Металлургиздат., 1963. – 416 с.
10. Справочник химика / Редкол.: Б. П. Никольский и др. – 2-е изд., испр. – М. – Л.: Химия, 1966. – Т.1. – 1072 с.
1. Mogilevcev O. A. (1999). Rol’ puzyrei modifikatora v obrazovanii zarodyshei sharovidnogo grafita v chugune [Role of bubbles
of the modifier in nucleating of spherical graphite in cast iron]. Teoriia i praktika metallurgii, no 4, pp. 31-32. [in Russian].
2. Stefaniuk S. L. (1985). Metallurgiia magniia i drugikh legkikh metallov [Metallurgy of magnesium and other light metals:
Textbook for technical schools]. Moscow: Metallurgiia, 200 p. [in Russian].
3. Khimicheskaia enciklopediia v 5 t. T.2 (1990). [Chemical encyclopedia in 5 v. V. 2]. Moscow: SE, 671 p. [in Russian].
4. Girshovich N. G. (1978). Spravochnik po chugunnomu lit’iu. [Reference iron casting]. Leningrad: Mashinostroenie, no 3, 758
p. [in Russian].
5. Kulikov I. S. (1962). Desul’furaciia chuguna. [Desulfurization of cast iron]. Moscow: Metallurgizdat, 306 p. [in Russian].
6. Sherman A. D., Zhukov A. A., Abdullaev E. V. et al. (1991). Chugun: spravochnik. [Cast iron: a handbook]. Moscow: Metallurgia,
576 p. [in Russian].
ЛИТЕРАТУРА
REFERENCES
Следовательно, при температуре выше 610 °С
карбид MgC2 образоваться не может.
Возможно, карбид образуется в процессе охлаж-
дения отливки, поскольку свежий излом высокопроч-
ного чугуна (ВЧ) при увлажнении, вместе с запахом
аммиака, имеет явный запах ацетилена, который об-
разуется при взаимодействии MgC2 с водой. Этот во-
прос требует дополнительного исследования.
С кремнием магний образует силицид Mg2Si,
представляющий собой темно-синие кристаллы с
температурой плавления 1102 °С, с фосфором об-
разует фосфид Mg3P2 – ярко-желтые кристаллы,
оба разлагаются водой. Однако физико-химические
свойства этих соединений недостаточно изучены для
того, чтобы оценить возможность их образования при
вдувании магния в чугун и роль в структурообразова-
нии отливок.
Выводы
Термодинамический анализ химических реакций,
протекающих при вдувании магния в чугун, с учетом
давления в пузырьке показал, что вводимый магний
расходуется в первую очередь на практически пол-
ное связывание серы и кислорода, затем на связы-
вание кислорода и азота газа-носителя (если эти
компоненты в нем присутствуют). Показано, что при
вдувании магния азот не является инертным газом,
он взаимодействует с магнием, образуя нитрид. При
вдувании в струе азота усвоенный чугуном магний
распределяется следующим образом: на связыва-
ние серы и кислорода – 25%; на связывание азота
носителя – 42%; остаточное содержание – 33%. Для
оценки закономерностей взаимодействия магния с
углеродом, кремнием и фосфором чугуна опублико-
ванных данных недостаточно.
13МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 8-10 (279-281) ’2016
Виконано термодинамічний аналіз хімічних реакцій, що відбуваються під час вдування магнію в чавун, з урахуванням
тиску в бульбашці. Показано, що магній, який вводиться, витрачається в першу чергу на практично повне зв’язування
сірки і кисню, а потім – на зв’язування кисню та азоту газу-носія (якщо ці компоненти в ньому присутні). Встановлено,
що при вдуванні магнію азот не є інертним газом, він взаємодіє з магнієм, утворюючи нітрид.
Могілевцев О. О., Стороженко С. А., Стороженко Т. І.
Хімічні процеси при модифікуванні чавуну вдуванням магніюАнотація
Ключові слова Чавун, магній, термодинамічні розрахунки, газ-носій, кулястий графіт, тиск, температура.
Mogilevtsev O., Storozhenko S., Storozhenko T.
Chemical processes when modifying cast iron by injection of magnesiumSummary
Thermodynamic analysis of chemical reactions occurring during the injection of magnesium in cast iron, with the pressure
in the bubble is performed. It is shown that the injected magnesium is consumed in the first place to the complete binding of
sulfur and oxygen, and then – to bind oxygen, and nitrogen as gas-carrier (if these components are contained). It was found
that during the injection of magnesium nitrogen is not used as noble gas, it reacts with magnesium, forming a nitride.
Cast-iron, magnesium, thermodynamic calculations, gas-carrier, spherical graphite, pressure,
temperature.Keywords
Поступила 02.11.16
7. Chubin K. I. (2008). Rozvytok teorіi ta udoskonalennia tekhnologіi desul’furacіi chavunu vduvanniam dispergovanogo magnіiu
[Development of theory and improvement of technology of cast iron desulphurization by the injection of dispersed magnesium].
Extended abstract of candidate’s thesis. Dnіprodzerzhins’k [in Ukrainian].
8. Vertman A. A., Samarin A. M. (1969). Svoistva rasplavov zheleza. [Properties of melts of iron]. Moscow: Nauka, 280 p.
[in Russian].
9. Krestovnikov A. N., Vladimirov L. P., Gulianickii B. S., Fisher A. Ya. (1963). Spravochnik po raschetam metallurgicheskikh
reakcii. [Reference book on calculations of metallurgical reactions]. Moscow: Metallurgizdat., 416 p. [in Russian].
10. Nikol’skii B. P. et al. (1966). Spravochnik khimika. [Reference book for chemists]. 2-d ed., Revised, Vol. 1, Moscow: Khimia,
1072 p. [in Russian].
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-163033 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2077-1304 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:19:20Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Могилевцев, О.А. Стороженко, С.А. Стороженко, Т.И. 2020-01-22T19:21:31Z 2020-01-22T19:21:31Z 2016 Химические процессы при модифицировании чугуна вдуванием магния / О.А. Могилевцев, С.А. Стороженко, Т.И. Стороженко // Металл и литье Украины. — 2016. — № 8-10 (279-281). — С. 9-13. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 2077-1304 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/163033 621.745.4:669.131.7 Выполнен термодинамический анализ химических реакций, протекающих при вдувании магния в чугун, с учетом давления в пузырьке. Показано, что вводимый магний расходуется в первую очередь на практически полное связывание серы и кислорода, а затем – на связывание кислорода и азота газа-носителя (если эти компоненты в нем присутствуют). Установлено, что при вдувании магния азот не является инертным газом, он взаимодействует с магнием, образуя нитрид. Виконано термодинамічний аналіз хімічних реакцій, що відбуваються під час вдування магнію в чавун, з урахуванням тиску в бульбашці. Показано, що магній, який вводиться, витрачається в першу чергу на практично повне зв’язування сірки і кисню, а потім – на зв’язування кисню та азоту газу-носія (якщо ці компоненти в ньому присутні). Встановлено, що при вдуванні магнію азот не є інертним газом, він взаємодіє з магнієм, утворюючи нітрид. Thermodynamic analysis of chemical reactions occurring during the injection of magnesium in cast iron, with the pressure in the bubble is performed. It is shown that the injected magnesium is consumed in the first place to the complete binding of sulfur and oxygen, and then – to bind oxygen, and nitrogen as gas-carrier (if these components are contained). It was found that during the injection of magnesium nitrogen is not used as noble gas, it reacts with magnesium, forming a nitride. ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Металл и литье Украины Химические процессы при модифицировании чугуна вдуванием магния Хімічні процеси при модифікуванні чавуну вдуванням магнію Chemical processes when modifying cast iron by injection of magnesium Article published earlier |
| spellingShingle | Химические процессы при модифицировании чугуна вдуванием магния Могилевцев, О.А. Стороженко, С.А. Стороженко, Т.И. |
| title | Химические процессы при модифицировании чугуна вдуванием магния |
| title_alt | Хімічні процеси при модифікуванні чавуну вдуванням магнію Chemical processes when modifying cast iron by injection of magnesium |
| title_full | Химические процессы при модифицировании чугуна вдуванием магния |
| title_fullStr | Химические процессы при модифицировании чугуна вдуванием магния |
| title_full_unstemmed | Химические процессы при модифицировании чугуна вдуванием магния |
| title_short | Химические процессы при модифицировании чугуна вдуванием магния |
| title_sort | химические процессы при модифицировании чугуна вдуванием магния |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/163033 |
| work_keys_str_mv | AT mogilevcevoa himičeskieprocessyprimodificirovaniičugunavduvaniemmagniâ AT storoženkosa himičeskieprocessyprimodificirovaniičugunavduvaniemmagniâ AT storoženkoti himičeskieprocessyprimodificirovaniičugunavduvaniemmagniâ AT mogilevcevoa hímíčníprocesiprimodifíkuvanníčavunuvduvannâmmagníû AT storoženkosa hímíčníprocesiprimodifíkuvanníčavunuvduvannâmmagníû AT storoženkoti hímíčníprocesiprimodifíkuvanníčavunuvduvannâmmagníû AT mogilevcevoa chemicalprocesseswhenmodifyingcastironbyinjectionofmagnesium AT storoženkosa chemicalprocesseswhenmodifyingcastironbyinjectionofmagnesium AT storoženkoti chemicalprocesseswhenmodifyingcastironbyinjectionofmagnesium |