硅錳鋇多元合金制備及其粉化機(jī)理研究.pdf

1、我國(guó)錳礦資源儲(chǔ)量豐富，但存在分布不均、錳礦品位低、雜質(zhì)含量高的特點(diǎn)，加之缺乏科學(xué)的規(guī)劃和引導(dǎo)，使得我國(guó)錳產(chǎn)業(yè)發(fā)展嚴(yán)重受阻，在國(guó)際上毫無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力。為此，研制出具有高附加值的硅錳鋇合金對(duì)合理利用錳礦資源及其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要意義。更重要的是，隨著我國(guó)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩進(jìn)入調(diào)整時(shí)期，更需要優(yōu)質(zhì)的中間合金來(lái)提高鋼的質(zhì)量，既能實(shí)現(xiàn)低錳礦資源的結(jié)構(gòu)化利用又可增加合金產(chǎn)品的附加值。硅錳鋇中間合金是一種可用于煉鋼中脫氧和合金化的中間合金，具有脫氧、脫硫的

2、作用，同時(shí)也能提供合金元素起到細(xì)化晶粒改善鋼的各向異性的效果。但在合金熔煉過(guò)程中存在嚴(yán)重地元素?zé)龘p現(xiàn)象，降低了金屬的收得率；合金成品易發(fā)生自然粉化現(xiàn)象，降低了合金的實(shí)用價(jià)值。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①合金熔煉加料順序：首先加入預(yù)熔渣，再兌入硅錳合金和鈦鐵塊料，待其完全熔化后，迅速加入硅鋇合金或鋁屑，合理控制熔體反應(yīng)程度后再進(jìn)行澆鑄。②向合金中加入1~3％的鈦或2~10%的鋁抑制了合金的粉化現(xiàn)象，避免了裂紋產(chǎn)生相FeSi2及潮解相

3、BaSi2的形成，起到了“鈍化”的作用；其中鈦的加入量在2%時(shí)其效果最佳。③由DSC-TG分析得：粉化合金在210℃左右時(shí)開(kāi)始分解，失重過(guò)程為單階段，在253℃時(shí)失重最快；未粉化合金在141℃左右便開(kāi)始分解，失重過(guò)程分為三個(gè)階段，各階段的最大失重速率分別為161℃、481.2℃、705.2℃，結(jié)合后期XRD&EDS具體分析，可確定粉化合金中的主體相為 FeSi2.3(ζ相)和 BaSi2相；未粉化合金中有三個(gè)主體相，分別為TiFeSi2

4、、TiC、FeSi2。④對(duì)合金樣品的宏觀形貌分析及表觀質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)，冷卻速度過(guò)慢會(huì)導(dǎo)致合金的重力偏析（硅偏析）和內(nèi)應(yīng)力，其耐磨指數(shù)均在20以上，合金質(zhì)量較差；而將合金置于水冷的條件下，會(huì)造成合金的縮松或形成縮孔，在后期出現(xiàn)嚴(yán)重的熱裂現(xiàn)象。⑤通過(guò)SEM對(duì)粉化合金微觀結(jié)構(gòu)分析及EDS和XRD對(duì)粉化合金與未粉化合金的物相分析進(jìn)行對(duì)比：粉化合金的結(jié)構(gòu)蓬松且布滿較多的明顯裂紋，并對(duì)合金的裂紋產(chǎn)生及潮解粉化都作了理論分析，證明了FeSi2發(fā)生的相變