Термодинамическое моделирование фазовых равновесий в оксидных системах, содержащих B2O3

Аннотация

Микролегирование стали бором позволяет при надлежащей технологии выплавки получить путем термообработки высокие механические свойства стали при значительной экономии легирующих компонентов. При этом получения высокой прокаливаемости стали и измельчения первичного литого зерна удается достигнуть при наличии в металлической матрице в виде твердого раствора 0,002–0,008 мас. % бора, не связанного в химические оксидные, сульфидные и нитридные соединения. Бор после введения в сталь необходимо предохранять от взаимодействия с кислородом, серой и азотом. Для понимания сложных процессов, происходящих при введении бора в сталь, нужно последовательно изучить взаимодействие бора с кислородом, серой, азотом в присутствии в металле алюминия, титана, кальция, магния, кремния. В настоящей работе проведена подготовка к моделированию термодинамического взаимодействия компонентов (Al, Si, Ca, Mg, Mn) с кислородом в жидкой стали. С использованием основных положений теории субрегулярных ионных растворов удалось провести моделирование диаграмм состояний оксидных бинарных систем FeO–B2O3, B2O3–CaO, B2O3–MgO, B2O3–Al2O3, B2O3–MnO и B2O3–SiO2 для температур выше 1000 °С, установить вид тройных оксидных систем FeO–B2O3–MgO, FeO–B2O3–Al2O3, FeO–B2O3–MnO и FeO–B2O3–SiO2, не приведенных в справочной и оригинальной литературе, и для FeO–B2O3–CaO (в литературе приводится только изотермическое сечение при 1600 °С). Показана возможность построения поверхностей растворимости компонентов в борсодержащем металле, раскисленном алюминием. Из вида построенной диаграммы следует, что алюминий является эффективным элементом для защиты бора от окисления после введения бора в сталь. Аналогичная информация может быть получена для описания защитных действий других элементов.