Metalurjide ferro silikon magnezyum alaşımının kullanılmasının faydaları nelerdir?

Ferro silikon magnezyum alaşımlarıçekirdek bileşenleri demir (Fe), silikon (Si) ve magnezyum (Mg) olan kompozit alaşımlardır. Bazı kaliteler nadir toprak elementleri içerir (Ce ve La gibi). Temel özellikleri çok işlevli olmalarını destekler:

 Kompozisyon aralığı :Si %40-%50, Mg %5-%10, Fe dengesi, nadir toprak içeriği %0,1-%1,0 (isteğe bağlı), safsızlıklar S %0,05'ten az veya eşit, P %0,04'ten az veya eşit;

 Fiziksel özellikler:Erime noktası 1100-1200 derece, yoğunluk 6,8-7,0 g/cm³, blok veya granüler formda (ebat 5-30 mm), kolayca kırılır ve yüksek sıcaklıklarda kimyasal olarak oldukça aktiftir;

 Temel avantajlar:Silikon ve magnezyumun sinerjik etkisi, deoksidasyon, kükürt giderme ve tane inceltme dahil olmak üzere birçok işlev sağlayarak, tekli katkı maddelerine göre daha verimli ve daha düşük maliyetli olmasını sağlar.

(1) Yüksek-Verimli Deoksidasyon: Metal Saflığını Artırır ve Kusurları Azaltır

Eylem Mekanizması:

Hem silikon hem de magnezyum güçlü deoksidasyon aktivitesine sahiptir. Erimiş çelikte FeO ile reaksiyona girerler (Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe; Mg + FeO → MgO + Fe). Ortaya çıkan SiO₂ ve MgO, erimiş çelikten çok daha düşük yoğunluklara sahiptir, bu da bunların yüzdürülmesini ve cürufla birlikte uzaklaştırılmasını kolaylaştırır. Ayrıca MgO, SiO₂ ile düşük-erime-noktalı kompozit cüruf (erime noktası yaklaşık 1300 derece) oluşturarak, kalıntıların adsorpsiyon kapasitesini artırabilir.

Nicel Etki:

Ekleme miktarı erimiş çelik kütlesinin %0,2-%0,5'i olduğunda, erimiş çeliğin oksijen içeriği 80-100 ppm'den 30-40 ppm'ye düşürülebilir; deoksidasyon verimliliği tek başına ferrosilikondan %25-30 daha yüksektir.

Uygun Uygulamalar:

Konvertör ve elektrik ark ocaklı çelik üretiminde ön{0}oksidasyon giderme veya son deoksidasyon, özellikle yüksek-kaliteli yapısal çelik ve alaşımlı çelik üretimi için uygundur.

(2) Derin Kükürt Giderme: Metalin Sıcak Kırılganlığı Riskinin Azaltılması

Eylem Mekanizması:

Magnezyumun kükürt için güçlü bir afinitesi vardır; reaksiyona girerek erimiş çelikte çözünmeyen ve cüruf çökeltmesi ile kolaylıkla uzaklaştırılabilen stabil MgS oluşturur; nadir toprak elementleri (Ce gibi), Ce₂S₃ üreterek kükürt gidermeye yardımcı olabilir ve kükürt giderme verimliliğini daha da artırabilir.

Nicel Etki:

Ekleme miktarı %0,3-%0,6 olduğunda, erimiş çelikteki kükürt içeriği %80'in üzerinde bir kükürt giderme oranıyla %0,05'ten %0,01'in altına düşürülebilir; Sfero demir üretiminde, kükürt giderme sonrasındaki kükürt içeriği %0,02'den az veya buna eşittir; bu da kükürtün grafit küreselleşmesi üzerindeki engelleyici etkisini önleyebilir.

Temel Değer:

Çelikteki sıcak kırılganlığı azaltır, kaynak performansını ve işleme plastisitesini artırır ve metal bileşenlerin servis ömrünü uzatır.

(3) Hassas Alaşımlama: Metalin Mekanik Özelliklerinin Optimize Edilmesi

Sinerjistik Güçlendirme Mekanizması:

Silikon, demir kafesin içinde çözünerek kafesin bozulmasına neden olur ve gücü ve sertliği artırır; magnezyum taneleri rafine eder (tane boyutu 60μm’den 30-40μm’ye düşer), dayanıklılığı ve plastisiteyi artırır; nadir toprak elementleri tanecik sınırlarını arındırarak korozyon direncini ve yorulma direncini daha da artırır.

Farklı Metallerin Uygulama Etkileri:

 Düşük-alaşımlı, yüksek-mukavemetli çelik:%0,4-%0,8 silikon-magnezyum alaşımının eklenmesi, çekme mukavemetini %15-%20, akma mukavemetini %10-%15 artırır ve uzama %20'den büyük veya ona eşit kalır;
 Isıya-dayanıklı çelik:Silikon ve magnezyum sinerjik olarak yüksek-sıcaklık stabilitesini iyileştirir; 600 derecede mukavemet tutma oranı %70'ten %85'in üzerine çıkar; kazan ve fırın bileşenleri için uygundur;
 Aşınmaya-dayanıklı çelik:Silikon Ferro magnezyum alaşımı, metal yapıda sert nokta fazlar (Mg₂Si gibi) oluşturarak aşınma direncini %30-%40 oranında artırır ve aşınmaya dayanıklı mekanik parçalar için uygundur.

(4) Yüksek-verimli aşılama: Dökümlerin mikro yapısının ve özelliklerinin iyileştirilmesi

Etki mekanizması:

Dökme demir dökümde, aşılayıcı olarak silikon magnezyum Ferro alaşımı, grafitleşme çökelmesini destekler, grafit tanelerini rafine eder (grafit küresel çapı 50μm'den 20-30μm'ye düşer), grafit morfolojisini optimize eder (pullardan ince küresel/solucan benzeri yapılara kadar) ve beyaz dökme demir oluşumu eğilimini azaltır.

Nicel etki:

Sfero demir üretiminde ilave miktarı erimiş demir kütlesinin %0,8-%1,2'sidir, grafit küreselleşme oranı %90'ın üzerine çıkabilir, çekme mukavemeti 300MPa'dan 450MPa'nın üzerine çıkar ve darbe tokluğu %50-%70 artar; Kompleks şekilli dökümlerin (motor blokları gibi) hurda oranı %10'dan %3'ün altına düşer.

Uygun uygulama senaryoları:

Gri dökme demir ve sfero döküm, özellikle hassas dökümlerin ve karmaşık yapısal parçaların üretimi için uygundur.

(5) Erimiş Akışkanlığın Optimize Edilmesi: Erimiş Şekillendirme Kalitesinin Artırılması

Eylem Mekanizması:

Magnezyum Ferrosilikon alaşımları erimiş çelik/demirin yüzey gerilimini azaltabilir, eriyik viskozitesini %15-%20 oranında azaltabilir ve doldurma kapasitesini artırabilir.

Temel Değer:

Erimiş metalin kalıp boşluğunu doldurmasını kolaylaştırır, "yetersiz doldurma" ve "soğuk kapatma" gibi döküm kusurlarını azaltır, dökümlerin boyutsal doğruluğunu ve yüzey kaplamasını iyileştirir; aynı zamanda, metal saflığını daha da arttırarak, kalıntıların yüzdürülmesini teşvik eder.

(1) Seçim Mantığı: Dereceyi senaryoya göre eşleştirin

(2) Kullanım Önlemleri

 Dozaj Kontrolü:Aşırı ekleme kolaylıkla metalin gevrekleşmesine neden olabilir (örneğin, aşırı magnezyum içeriği çeliğin darbe dayanıklılığını %20'den fazla azaltır). Hedef performansa dayalı doğru hesaplama gereklidir.
 Ekleme Zamanlaması:Çelik üretiminde kılavuz çekme işlemi sırasında ekleyin; Magnezyumun yanmasına neden olacak erken eklemeyi önlemek için dökümü dökmeden önce 1-3 dakika ekleyin.
 Saklama Koşulları:Nemin oksidasyonunu önlemek için kuru ve kapalı bir ortamda saklayın (oksidasyon bir MgO filmi oluşturarak reaktiviteyi azaltır). Depolama süresi 6 ayı geçmemelidir.