Термодинамика процессов взаимодействия иттрия, кальция, магния и алюминия с кислородом в жидкой стали

Abstract

Создание системы управления качеством металла, во многом определяемой организацией финишных процессов рафинирования стали, рациональным микролегированием стали, модифицированием структуры металла и неметаллических включений, может быть возможным при установлении роли каждой составляющей комплексных сплавов, лигатуры, смесевых модификаторов. При решении такой задачи может помочь термодинамическое моделирование процессов взаимодействия компонентов металла с неметаллическими примесями, в частности, с кислородом. Выходным продуктом такого моделирования могут быть особые диаграммы состояния, поверхности растворимости компонентов в жидком металле (ПРКМ). В публикуемой работе подобран комплекс термодинамических параметров и разработана методика построения ПРКМ для системы Fe–Mg–Al–Y–O–C. Впервые построена путем термодинамических расчетов диаграмма состояний оксидной системы MgO–Al2O3–Y2O3, что позволило с учетом предварительно полученных данных для оксидных систем FeO–Al2O3–Y2O3, FeO–Al2O3–MgO, FeO–MgO–Y2O3 создать термодинамическую модель процесса глубокого раскисления стали алюминием, магнием, иттрием с возможностью расширения проведения расчетов для более сложных систем. Creating the metal quality system is largely determined by establishing the finishing processes of steel refining, rational microalloying, and modifying the metal and non-metallic inclusion structures. It becomes possible due to defining the each component role in the complex alloys, alloying compositions and mixed modifiers. The thermodynamic modeling of metal components interaction with non-metallic impurities, in particular, with oxygen, may assist in solving such tasks. The output products of such modeling can be special state diagrams of component solubility surfaces. In this work the complex of thermodynamic parameters is selected and a method of creating the surfaces of component solubility for Fe–Mg–Al–Y–O–C system is developed. The first state diagram of the MgO–Al2O3–Y2O3 oxide system is created based on the thermodynamic calculation, and it allows creating a thermodynamic model of deep steel deoxidation with aluminium, magnesium, and yttrium, relating to pre-existing data for FeO–Al2O3–Y2O3, FeO–Al2O3–MgO, FeO–MgO–Y2O3 oxide systems with possible expanded calculations for more complex systems.