Аннотации:
Иттрий находится в одной группе с лантаном и по своим химическим свойствам близок к лантану,
поэтому иттрий относят к редким землям. Иттрий при введении в глубокораскисленный металл измельчает первичное литое зерно, уменьшает зону дентдритообразования, очищает границы зерна от интерметаллидов цветных металлов, измельчает размеры неметаллических включений, повышает жаростойкость и жаропрочность сталей специального назначения. Оптимальная присадка иттрия в металле не
превышает 0,3–0,5 %. Комплексное взаимодействие иттрия с кислородом в присутствии в металле остаточных концентраций алюминия, кальция и магния совершенно не изучено. Выполнено термодинамическое моделирование процессов раскисления стали иттрием в присутствии малых концентраций алюминия, кальция или магния. Построены поверхности растворимости компонентов в жидкой стали
(ПРКМ) для систем Fe–Y–Al–O–C, Fe–Y–Ca–O–C, Fe–Y–Mg–O–C. Для проведения расчетов определены возможные фазовые равновесия, проведено взаимосогласование зависимостей констант равновесия
от температуры, определены энергетические параметры теории субрегулярных ионных растворов применительно к оксидным системам. Из вида ПРКМ следует, что в присутствии кальция и алюминия в
стали раскисление иттрием будет проходить как комплексное. В продуктах раскисления будут появляться сложные по фазовому составу оксидные соединения на базе CaO, Al2O3 и Y2O3. В случае раскисления стали иттрием и магнием процесс будет носить альтернативный характер: либо раскислитель иттрий, либо магний. Yttrium belongs to the same group as lanthanum, and its chemical properties are close to those of the latter.
Therefore, yttrium is referred to as a rare earth metal. When added to a heavily deoxidized metal, yttrium refines
a primary cast grain, reduces the area of treeing, purifies grain boundaries of non-ferrous inter-metallic compounds,
reduces the size of non-metallic inclusions, and enhances heat resistance and high temperature strength
of special steels. Optimal yttrium additive in the metal does not exceed 0.3 to 0.5 wt. %. Complex interaction
of yttrium with oxygen in the presence of residual concentrations of aluminum, calcium and magnesium in
the metal was not studied at all. Thermodynamic modelling of steel deoxidation using yttrium in the presence
of low concentrations of aluminum, calcium or magnesium is developed. The surfaces of component solubility
in liquid steel are created for Fe–Y–Al–O–C, Fe–Y–Ca–O–C, and Fe–Y–Mg–O–C systems. To make calculations
related to oxide systems, all possible phase equilibria are established, coordination of equilibrium constants
dependency on temperature is carried out, and energy parameters of the subregular ionic solution theory
are specified. The surfaces of component solubility show that deoxidation by yttrium is a complex process due
to the presence of calcium and aluminum in steel. Deoxidation products will contain complex phase compositions
of oxides based on CaO, Al2O3, and Y2O3. In case of steel deoxidation by yttrium and magnesium,
the process is performed alternately. Either yttrium or magnesium acts as a deoxidizer.
Описание:
Михайлов Геннадий Георгиевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой физической
химии, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; mikhailovgg@susu.ru.
Макровец Лариса Александровна, инженер-исследователь кафедры физической химии, Южно-
Уральский государственный университет, г. Челябинск; makrovetcla@susu.ru.
Смирнов Леонид Андреевич, академик РАН, д-р техн. наук, главный научный сотрудник, Институт
металлургии УрО РАН; научный руководитель, ОАО «Уральский институт металлов», г. Екатеринбург;
sekretar@uim-stavan.ru. G.G. Mikhailov1, mikhailovgg@susu.ru,
L.A. Makrovets1, makrovetcla@susu.ac.ru,
L.A. Smirnov2, 3, sekretar@uim-stavan.ru
1 South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation,
2 Institute of Metallurgy, Ural Branch of the Russian Academy of Science,
Ekaterinburg, Russian Federation,
3 Ural Institute of Metals, Ekaterinburg, Russian Federation