1. Двойная роль кремния
Кремний играет две роли в производстве стали. При выплавке стали кремний, поставляемый ферросилицием, является одним из основных раскислителей: он удаляет растворенный кислород, предотвращает образование пористости и оксидных включений. После раскисления оставшийся кремний остается в стали в качестве легирующего элемента, где он влияет на конечные механические свойства. Сталелитейщик контролирует обе роли посредством количества и сроков добавления ферросилиция.
2. Кремний и прочность
Кремний упрочняет сталь за счет упрочнения на твердом-растворе: атомы кремния в ферритной решетке искажают ее и препятствуют движению дислокаций, повышая текучесть и прочность на разрыв. Эффект значителен в углеродистых и низколегированных сталях, а кремний является экономичным упрочняющим элементом. Более высокое содержание кремния также улучшает реакцию стали на термообработку в некоторых марках.
3. Кремний и прочность
Кремний оказывает неоднозначное влияние на ударную вязкость. Умеренное содержание кремния повышает прочность без серьезного вреда для пластичности, но избыток кремния может снизить ударную вязкость и способствовать образованию хрупких фаз, особенно в сочетании с высоким содержанием углерода или фосфора. Реакция на ударную вязкость зависит от химического состава стали, способа обработки и конечной микроструктуры, поэтому уровень кремния должен быть сбалансирован по отношению к другим элементам.
4. Баланс раскисления и легирования.
Производитель стали должен сбалансировать количество кремния, необходимое для полного раскисления, с уровнем кремния, допустимым в конечной стали. Чрезмерное-раскисление оставляет избыток кремния, который может вытолкнуть состав из окна, а недостаточное-раскисление оставляет кислород, который вредит стали. Марка ферросилиция, размер частиц и точка добавления выбираются так, чтобы достичь как кислородной мишени, так и кремниевого окна.
5. Практическое руководство
Определите целевое кремниевое окно по спецификации стали.
Рассчитайте добавку ферросилиция по содержанию кислорода и желаемому остаточному кремнию.
Выберите сорт и размер частиц в зависимости от метода и времени добавления.
Отберите пробу ванны после добавления, чтобы подтвердить уровень кремния.
Корректируйте практику, отслеживая результаты испытаний на прочность и ударную вязкость.
6. Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Как ферросилиций повышает прочность стали?Кремний укрепляет феррит за счет упрочнения твердого-раствора, повышая текучесть и прочность на разрыв.
Вопрос 2: Влияет ли кремний на прочность?Умеренные уровни — это нормально, но избыток кремния может снизить ударную вязкость, поэтому уровень должен быть сбалансирован с химическим составом стали.
Вопрос 3: Какова двойная роль кремния?Он раскисляет расплавленную сталь и затем остается в качестве легирующего элемента, влияющего на конечные свойства.
В4: Как контролируется уровень кремния?По марке ферросилиция, количеству добавляемых частиц, размеру частиц и температуре добавления, проверенным отбором проб в ванне.
В5: Какая марка ферросилиция используется?Распространенными марками являются FeSi65, FeSi72 и FeSi75, выбранные в зависимости от цели кремния и стоимости.
Вопрос 6: Зачем балансировать раскисление и легирование?Чтобы поразить как кислородную мишень, так и диапазон кремниевого состава, избегая пористости и химии, не соответствующей--спецификации.
