Структуризация оксидных фаз в процессах раскисления железоуглеродистых расплавов кремнием и алюминием. Сообщение 3

ПДС-методом построена базовая диаграмма FeO-Al2O3 тройной системы FeO-SiO2-Al2O3 и выполнены физико-химический и микро-наноструктурный анализы (СХС-анализ) исходных компонентов (вюстит, глинозем) и промежуточных фаз – алюминатов железа, определяющих природу неметаллических включений при раскислении...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2009
Автори:	Белов, Б.Ф., Троцан, А.И., Бродецкий, И.Л., Сосновцев, М.Н., Драчук, В.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України 2009
Назва видання:	Процессы литья
Теми:	Получение и обработка расплавов
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31652
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Структуризация оксидных фаз в процессах раскисления железоуглеродистых расплавов кремнием и алюминием. Сообщение 3 / Б.Ф. Белов, А.И. Троцан, И.Л. Бродецкий, М.Н. Сосновцев, В.А. Драчук // Процессы литья. — 2009. — № 4. — С. 10-16. — Бібліогр.: 2 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-31652
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-316522025-02-09T14:05:51Z Структуризация оксидных фаз в процессах раскисления железоуглеродистых расплавов кремнием и алюминием. Сообщение 3 Белов, Б.Ф. Троцан, А.И. Бродецкий, И.Л. Сосновцев, М.Н. Драчук, В.А. Получение и обработка расплавов ПДС-методом построена базовая диаграмма FeO-Al2O3 тройной системы FeO-SiO2-Al2O3 и выполнены физико-химический и микро-наноструктурный анализы (СХС-анализ) исходных компонентов (вюстит, глинозем) и промежуточных фаз – алюминатов железа, определяющих природу неметаллических включений при раскислении алюминием железоуглеродистых расплавов. ПДС-методом побудована базова діаграма FeO-Al2O3 потрійної системи FeO-SiO2-Al2O3 і виконани фізико-хімічний та мікро-наноструктурний аналізи (СХС-аналіз) вихідних компонентів (вюстіт, глинозем) і проміжних фаз - алюминатів заліза, що визначають природу неметалевих включень при розкисленні алюмінієм залізовуглецевих розплавів. PDS-method is built base diagram FeO-Al2O3 triple system FeO-SiO2-Al2O3 and is executed physico-chemical, micro-nanostructured analysis (SHS-analysis) source component (wustit, alumine) and intermediate phases - an ferric aluminate, defining nature non-metallic inclusion under deoxidation aluminum iron-carbon melts. 2009 Article Структуризация оксидных фаз в процессах раскисления железоуглеродистых расплавов кремнием и алюминием. Сообщение 3 / Б.Ф. Белов, А.И. Троцан, И.Л. Бродецкий, М.Н. Сосновцев, В.А. Драчук // Процессы литья. — 2009. — № 4. — С. 10-16. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 0235-5884 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31652 669.158:621.785.74 ru Процессы литья application/pdf Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Получение и обработка расплавов Получение и обработка расплавов
spellingShingle	Получение и обработка расплавов Получение и обработка расплавов Белов, Б.Ф. Троцан, А.И. Бродецкий, И.Л. Сосновцев, М.Н. Драчук, В.А. Структуризация оксидных фаз в процессах раскисления железоуглеродистых расплавов кремнием и алюминием. Сообщение 3 Процессы литья
description	ПДС-методом построена базовая диаграмма FeO-Al2O3 тройной системы FeO-SiO2-Al2O3 и выполнены физико-химический и микро-наноструктурный анализы (СХС-анализ) исходных компонентов (вюстит, глинозем) и промежуточных фаз – алюминатов железа, определяющих природу неметаллических включений при раскислении алюминием железоуглеродистых расплавов.
format	Article
author	Белов, Б.Ф. Троцан, А.И. Бродецкий, И.Л. Сосновцев, М.Н. Драчук, В.А.
author_facet	Белов, Б.Ф. Троцан, А.И. Бродецкий, И.Л. Сосновцев, М.Н. Драчук, В.А.
author_sort	Белов, Б.Ф.
title	Структуризация оксидных фаз в процессах раскисления железоуглеродистых расплавов кремнием и алюминием. Сообщение 3
title_short	Структуризация оксидных фаз в процессах раскисления железоуглеродистых расплавов кремнием и алюминием. Сообщение 3
title_full	Структуризация оксидных фаз в процессах раскисления железоуглеродистых расплавов кремнием и алюминием. Сообщение 3
title_fullStr	Структуризация оксидных фаз в процессах раскисления железоуглеродистых расплавов кремнием и алюминием. Сообщение 3
title_full_unstemmed	Структуризация оксидных фаз в процессах раскисления железоуглеродистых расплавов кремнием и алюминием. Сообщение 3
title_sort	структуризация оксидных фаз в процессах раскисления железоуглеродистых расплавов кремнием и алюминием. сообщение 3
publisher	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
publishDate	2009
topic_facet	Получение и обработка расплавов
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31652
citation_txt	Структуризация оксидных фаз в процессах раскисления железоуглеродистых расплавов кремнием и алюминием. Сообщение 3 / Б.Ф. Белов, А.И. Троцан, И.Л. Бродецкий, М.Н. Сосновцев, В.А. Драчук // Процессы литья. — 2009. — № 4. — С. 10-16. — Бібліогр.: 2 назв. — рос.
series	Процессы литья
work_keys_str_mv	AT belovbf strukturizaciâoksidnyhfazvprocessahraskisleniâželezouglerodistyhrasplavovkremniemialûminiemsoobŝenie3 AT trocanai strukturizaciâoksidnyhfazvprocessahraskisleniâželezouglerodistyhrasplavovkremniemialûminiemsoobŝenie3 AT brodeckijil strukturizaciâoksidnyhfazvprocessahraskisleniâželezouglerodistyhrasplavovkremniemialûminiemsoobŝenie3 AT sosnovcevmn strukturizaciâoksidnyhfazvprocessahraskisleniâželezouglerodistyhrasplavovkremniemialûminiemsoobŝenie3 AT dračukva strukturizaciâoksidnyhfazvprocessahraskisleniâželezouglerodistyhrasplavovkremniemialûminiemsoobŝenie3
first_indexed	2025-11-26T16:01:42Z
last_indexed	2025-11-26T16:01:42Z
_version_	1849869367965122560
fulltext	10 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2009. № 4 получение и обработка расплавов уДк 669.158:621.785.74 б. Ф. белов, а. и. троцан, и. л. бродецкий, М. н. сосновцев, в. а. Драчук Институт проблем материаловедения НАН Украины, Киев ПГТУ, Мариуполь структуриЗациЯ оксиДнЫХ ФаЗ в процессаХ раскислениЯ желеЗоуГлероДистЫХ расплавов креМниеМ и алюМиниеМ. сообщение 3 ПДС-методом построена базовая диаграмма FeO-Al 2 O 3 тройной системы FeO-SiO 2 -Al 2 O 3 и выполнены физико-химический и микро-наноструктурный анализы (СХС-анализ) исходных компонентов (вюстит, глинозем) и промежуточных фаз – алюминатов железа, определяю- щих природу неметаллических включений при раскислении алюминием железоуглероди- стых расплавов. ПДС-методом побудована базова діаграма FeO-Al 2 O 3 потрійної системи FeO-SiO 2 -Al 2 O 3 і ви- конани фізико-хімічний та мікро-наноструктурний аналізи (СХС-аналіз) вихідних компонентів (вюстіт, глинозем) і проміжних фаз - алюминатів заліза, що визначають природу неметале- вих включень при розкисленні алюмінієм залізовуглецевих розплавів. PDS-method is built base diagram FeO-Al 2 O 3 triple system FeO-SiO 2 -Al 2 O 3 and is executed physico-chemical, micro-nanostructured analysis (SHS-analysis) source component (wustit, alumine) and intermediate phases - an ferric aluminate, defining nature non-metallic inclusion under deoxidation aluminum iron-carbon melts. Ключевые слова: полигональная диаграмма, промежуточные фазы, алюминаты железа, ионно-молекулярный комплекс, анализ структурно-химического состояния. Условия образования и структуризация алюминатов железа Полигональная диаграмма состояния бинарной системы FeO�Al 2 O 3 , построенная графо�аналитическим методом (ПДС�метод), как и предыдущая диаграмма FeO�SiO 2 в сообщении 2 ��, представлена на рис. �. Взаимодействия исходных компонентов вюстита и глинозема совершаются при тем� пературах их существования, превышающих температуру образования вюстита (560 0С), с образованием первичной промежуточной фазы (ППФ) стехиометрического состава 2FeOAl 2 O 3 при �000 0С. ППФ условно разделяет систему FeO�Al 2 O 3 на две подсистемы FeO�2FeOAl 2 O 3 и Al 2 O 3 �2FeOAl 2 O 3 , в которых образуются вторичные промежуточные фазы, последо� вательный ряд которых имеет следующий вид: FeO→�2FeOAl 2 O 3 (� � )→8FeOAl 2 O 3 → →6FeOAl 2 O 3 →�FeOAl 2 O 3 →3FeOAl 2 O 3 (� 2 )→2FeOAl 2 O 3 (ППФ)→3FeO2Al 2 O 3 (� 3 )→ →FeOAl 2 O 3 → FeO2Al 2 O 3 → FeO3Al 2 O 3 →Al 2 O 3 и включает три эвтектики, пять сингу� лярных фаз с конгруэнтной точкой плавления и две инконгруэнтные фазы. На классической диаграмме (см. вставку на рис.�) известна только одна фаза (герци� нит FeOAl 2 O 3 ), образующая эвтектики с вюститом (�3�0 0С) и корундом (�750 0С). На ординатах чистых компонентов обозначены следующие критические точки – те� пловые и химические (t, 0C): FeO: B 0 (560)→B � (�000)→B 2 (��00)→B 3 (�200)→B � (�370)→B 5 (�500)→ →B 6 (�600)→B 7 (�800)→B 8 (2000), где B 0 и B � – температуры образования и плавления, точки B 5 � B 8 – для жидкого состояния. Al 2 O 3 : А � (�000)→А 2 (�350)→А 3 (2050)→А � (2300), где А � – точка плавления. получение и обработка расплавов ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2009. № 4 11 Рис. �. Полигональная диаграмма системы Fe�Al 2 O 3 12 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2009. № 4 получение и обработка расплавов На базе исходных компонентов в результате мезо� и изоморфных превращений об� разуются следующие области гомогенности твердых и жидких фаз: FeO: Bα→Bβ→Bγ→Bδ→ РАЗ ПГ 4 ПДПДПД L→→→→   ; Al 2 O 3 : Аα→Аβ→Аγ→ РАЗ ПГ A ПД A LLL →→ . Линия ликвидуса (жирная линия), проведенная через сингулярные точки В � →� � →6В→ →�В0→� 2 →2В0→� 3 →ВА0→2А0→А 3 , разделяет области существования твердых и жидких фаз, ограниченных линиями сольвуса (сплошные линии) и линиями ликвуса (пунктир� ные линии). Сингулярные фазы, образующиеся в твердом состоянии, в области гомо� генности имеют модификации низко� и высокотемпературные (α, β соответственно), а также моно� и диструктурные состояния (М и Д�состояния) твердых растворов. В табл. � приведена классификация промежуточных фаз системы FeO�Al 2 O 3 на осно� ве анализа их структурно�химического состояния (СХС�анализ), включающего физико� химический анализ: химические реакции взаимодействия в квазибинарных линейных системах концентрационного поля диаграммы, стехиометрический и химический соста� вы, оксидный модуль (М = FeO/Al 2 O 3 ), температуры образования и плавления, а также микроскопический (М и Д�состояния) и наноструктурный анализы (стабильные ионно� молекулярные комплексы (СИМ�комплексы). Условные обозначения стехиометриче� ского состава промежуточных фаз показаны двузначными цифрами на абсциссе диаграм� мы (первая цифра – вюстит, вторая – глинозем) и на концентрационном поле диаграммы литерами В (вюстит) и А (глинозем), литеры М и Д – моно� и диструктурные состояния. СИМ�комплексы исходных компонентов и отдельных промежуточных и эвтек� тических фаз, сведенные в табл. 2, представляют собой центрально�симметричные плоские (полигональные ячейки) или объемные (полиэдрические ячейки) конструк� ции с максимально плотной упаковкой заданного числа частиц в единичном дву� или трехмерном пространстве. Число частиц (N), cоставляющих СИМ�комплекс, нахо�cоставляющих СИМ�комплекс, нахо�оставляющих СИМ�комплекс, нахо� дят из структурной формулы исходных компонентов и промежуточных фаз, а плот� ность упаковки определяют из приведенных площади (S 0 ) и объема (V 0 ) полигональных и полиэдрических ячеек путем деления численных значений S ПГ , нм2 и V ПД , нм3 на N. Геометрические параметры структурных ячеек находят из орбитальных радиусов, рас� считанных по модели РОМ�атома �2� для заданного типа химических связей железа (Fe2+), алюминия (Al3+) и кислорода (О2� и О��) при образовании промежуточных фаз. Полигональные ячейки имеют форму полимерных плоских электронейтральных или отрицательно заряженных сеток на базе комплексов (Al 2 O 5 )��, связанных катионами же� леза (Fe2+) с анионами кислорода, образующих закрытые или открытые концевые свя� зи. Полиэдрические электронейтральные ячейки кубической сингонии составляют из комплекта полигональных ячеек (не менее двух), связанных между собой физическими (притяжение�отталкивание) или химическими (ионными) силами в кристаллическом теле простых форм с заданным типом габитуса гармонических структур вещества. Полигональные структуры позволяют исследовать механизм шлаковой обработки металлического расплава, тогда как полиэдрические позволяют оценить линейные раз� меры неметаллических (шлаковых) включений в литом металле. В ПДС�методе построение диаграмм состояния, как уже отмечалось, конструкция диаграммы зависит от стехиометрического состава и структурного типа первичной промежуточной фазы, разделяющей бинарную систему на две подсистемы с исхо� дными компонентами. При этом полиэдрические ячейки первичной промежуточной фазы образуют прототипы кристаллических форм – для подсистем 2FeOAl 2 O 3 �FeO и 2FeOAl 2 O 3 �Al 2 O 3 . На рис. 2 представлена графическая зависимость геометрических параметров струк� турных ячеек в зависимости от стехиометрического состава алюминатов железа. получение и обработка расплавов ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2009. № 4 13 Л ин ей ны е си ст ем ы П ро м еж ут оч ны е ф аз ы хи м ич ес ки е ре ак ци и хи м ич ес ки е ф ор м ул ы ус ло вн ы е об оз на - че ни я A l 2O 3, м ас .% Fe O A l 2O 3 те м пе ра ту ра , 0 С об ра зо ва ни я пл ав ле ни я F eO �A l 2O 3 2F eO + A l 2O 3↔ 2F eO A l 2O 3 3( 2F eO A l 2O 3) ↔ 3F eO A l 2O 3 + 3F eO 2A l 2O 3 2F eO A l 2O 3 2. �( 2В ) �� ,5 �, �� 0 00 н .д . �6 00 н .д . F eO �2 F eO A l 2O 3 2F eO A l 2O 3+ 2F eO ↔ � F eO A l 2O 3 3( �F eO A l 2O 3) ↔ 6F eO A l 2O 3 + 2( 3F eO A l 2O 3) �F eO A l 2O 3 �. �( �В ) 26 ,2 2, 82 �� 00 н .д . �5 00 н .д . F eO �� F eO A l 2O 3 �F eO + �F eO A l 2O 3 ↔ 8 F eO A l 2O 3 3( 8F eO A l 2O 3)↔ �2 F eO A l 2O 3 + 2( 6F eO A l 2O 3) 8F eO A l 2O 3 8. � (8 В ) �5 ,0 5, 05 �2 00 н .д . �5 00 н .д . 8F eO A l 2O 3� �� F eO A l 2O 3 8F eO A l 2O 3+ �F eO A l 2O 3↔ 2( 6F eO A l 2O 3) 6F eO A l 2O 3 6. �( 6В ) �� ,� �, 2� �� 00 н .д . н .д . н .д F eO �8 F eO A l 2O 3 �F eO + 8F eO A l 2O 3 ↔ �2 F eO A l 2O 3 �2 F eO A l 2O 3 �2 .� (� �) �0 ,6 8, �7 �3 00 �3 00 �3 00 �3 00 �F eO A l 2O 3� �2 F еO A l 2O 3 �F eO A l 2O 3+ 2F eO A l 2O 3 ↔ 2( 3F eO A l 2O 3) 3F eO A l 2O 3 3. �( � 2) 32 ,� 2, �0 �� 00 н .д . �� 00 н .д . A l 2O 3�2 F eO A l 2O 3 A l 2O 3+ 2 F eO A l 2O 3↔ 2( F eO A l 2O 3) �( F eO A l 2O 3) ↔ 3F eO 2A l 2O 3 + F eO 2A l 2O 3 F eO A l 2O 3 �. �( В А ) 58 ,6 0, 7� �3 50 н .д . �8 50 �8 20 F eO A l 2O 3�A l 2O 3 F eO A l 2O 3+ 2A l 2O 3↔ F eO 3A l 2O 3 F eO 3A l 2O 3 �3 (3 А ) 8� ,0 0, 23 �6 00 н .д . �8 50 н .д . F eO A l 2O 3� �F eO 3A l 2O 3 F eO A l 2O 3+ F eO 3A l 2O 3↔ 2( F eO 2A l 2O 3) F eO 2A l 2O 3 �. 2( 2А ) 73 ,� 0, 35 �7 50 н .д . �7 50 н .д . 2F eO A l 2O 3� �F eO A l 2O 3 2F eO A l 2O 3+ F eO A l 2O 3↔ 3F eO 2A l 2O 3 3F eO 2A l 2O 3 3. 2( � 3) 5� ,5 0, �� 5 50 н .д . �5 50 н .д . та б л и ц а 1 . к л а с с и ф и ка ц и я а л ю м и н а то в ж е л е з а * н .д . � н ет д ан н ы х 14 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2009. № 4 получение и обработка расплавов Формульный состав СИМ – комплексы (O - кислород, - железо, - алюминий) cтехиомет- рический cтруктурный cтруктурные ячейки полигональные / полиэдрические Al 2 O 3 (Al 2 O 5 )�� = ��,5 нм, �* = �6,5 нм � = 7, S 0 = �36,7 � = 20, V 0 = 2��,5 (Al 8 O �2 )0 FeO (Fe � O � )0 b = 17,3 нм, с = 24 нм � = 8, S 0 = ��,7 � = �6, V 0 = �7�5,8 (Fe 8 O 8 )0 2FeOAl 2 O 3 (Fe 2 Al 2 O 5 )0 2FeOAl 2 O 3 � = ��,5 нм, b = �7,3 нм, h = �,� нм � = �,0, S 0 = �08,6 � = �8, V 0 = �6�6,6 (Fe � Al � O �0 )0 �FeO2Al 2 O 3 �FeOAl 2 O 3 (Fe � Al 2 O 7 )0 �FeOAl 2 O 3 � = �3, S 0 = �63,0 � = 26, V 0 = 2238,� (Fe 8 Al � O �� )0 8FeO2Al 2 O 3 3FeOAl 2 O 3 (Fe 6 Al � O �2 )0 6FeO2Al 2 O 3 � = 22, S 0 = �80,� � = ��, V 0 = 3�68,0 (Fe �2 Al 8 O 2� )0 �2FeO�Al 2 O 3 FeOAl 2 O 3 (Fe 2 Al � O 8 )0 2FeO2Al 2 O 3 � = �6, S 0 = �67,8 � = 28, V 0 = 2078,5 (Fe � Al 8 O �6 )0 �FeO�Al 2 O 3 таблица 2. структуризация алюминатов железа получение и обработка расплавов ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2009. № 4 15 Параметры ячеек (N, S 0 , V 0 ) имеют экстремальные значения: для первичной про� межуточной фазы (ППФ) – min на кривых и m�x на кривых для эвтектических фаз (� � �� 2 �� 3 ). Подобная зависимость установлена и для силикатов железа ��, что сви� детельствует о наличии общих з�кономерностей структуризации оксидных фаз: ППФ имеет упорядоченную структуру с максимальной плотностью упаковки при минималь� ном числе составляющих частиц, тогда как эвтектические, наоборот, относятся к разу� порядоченным структурам с рыхлой упаковкой в дву� и трехмерном пространстве. �то позволяет определить правило тестирования наличия эвтектических точек на диаграмме состояний. В частности, высокотемпературная эвтектика �750 0С стехиометрического состава 2FeO3Al 2 O 3 не отвечает этому правилу и на ПДС FeO�Al 2 O 3 она отсутствует, уступив место сингулярной фазе FeO2Al 2 O 3 . Кроме того, экстраполяция кривых до пересечения с ординатой «Al 2 O 3 » позволяет оценить предельные геометрические параметры микро� структуры глинозема: N=60�70; S 0 =300�350; V 0 =3000�3500. Таким образом, построенная ПДС�методом полигональная диаграмма FeO�Al 2 O 3 яв� ляется базовой для анализа физико�химического и наноструктурного состояния про� межуточных фаз – алюминатов железа, неметаллических включений при раскислении алюминием жидкого железа. Рис. 2. Зависимость геометрических параметров СИМ�комплексов от стехио� метрического состава алюминатов железа 16 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2009. № 4 получение и обработка расплавов �. Белов Б. Ф., Троцан А. И., Бродецкий И. Л. Структуризация оксидных фаз в процессах раскисле� ния железоуглеродистых расплавов кремнием и алюминием. Сообщение 2 // Процессы литья. — 2008. — № �. — С. 56�62. 2. Троцан А. И., Харлашин П. С., Белов Б. Ф. О природе химической связи элементов в металлурги� ческих фазах // Изв. вузов. Чер. металлургия. — 2002. — № �. — С. 60�63. ВНИМАНИЕ! предлагаем разместить в нашем журнале рекламу вашей продукции или рекламный материал о вашем предприятии. редакция также мо- жет подготовить заказной номер журнала. стоимость заказного номера - 4000 грн. расценки на размещение рекламы (цены приведены в гривнях) размещение рекламная площадь стоимость, грн. рекламные блоки в текстовой части журнала Цветные 1/2 страницы 1/3 страницы 1/4 страницы 900 600 300 Черно-белые 1/2 страницы 1/3 страницы 1/4 страницы 550 380 200 цветная реклама на обложке Третья страница обложки 1 страница 1/2 страницы 1/4 страницы 2800 1400 700 Четвертая страница обложки 1 страница 1/2 страницы 1/3 страницы 3100 1550 1000 при повторном размещении рекламы - скидка 15 % Наш адрес: украина, 03680, г. киев-142, пр. вернадского, 34/1 Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины справки телефон: (044) 424-12-50 факс: (044) 424-35-15; E-mall: proclit@ptima.kiev.ua

Структуризация оксидных фаз в процессах раскисления железоуглеродистых расплавов кремнием и алюминием. Сообщение 3

Репозитарії

Схожі ресурси