硅铬合金

 

 
硅铬(ferrochronium silicon)
由硅、铬、为主成分的铁合金。又称硅铬铁合金。它主要用作电硅热法生产中、低、微铁的中间合金。炼钢中用作脱氧剂(代替硅铁)和铬添加剂。一般含Cr>30%,Si>35%,余量为铁和少量杂质。根据含碳量分类,如含碳≤0.06%,≤0.10%,≤1.0%等。
简史 贝克特(F.M.Becket)及其合作者自1906年起至1940年开发硅还原铬矿石生产低碳铬铁的工艺。最早是用50%~75%Si的硅铁和硅作还原剂。用硅铁作还原剂,因铁高不能生产Cr>70%的低碳铬铁。而工业硅价格贵。用铬矿石先冶炼出硅铬铁合金,再与铬矿石反应得到低碳铬铁的方法是经济的。铬铁含Cr>70%,要求铬矿中Cr:Fe为3:1。1925年贝克特在其专利中公布了硅铬铁合金含碳量与含硅量的关系图。中国吉林铁合金厂是于1957年开始生产硅铬铁合金的。
性质 铬与硅在高温下生成两种稳定的化合物为CrSi与CrSi2。因为铬的硅化物比它的碳化物稳定,所以当有硅存在时,部分碳将被硅取代,生成碳硅复合铬化物,直至生成硅化物。
巴甫洛夫研究了Cr:Fe=1的Cr-Si-Fe-C系铸造合金的相结构,结果如下:当合金中Si<20%时,基本上由一个相(Cr,Fe)3(C,Si)2组成。可以认为是Cr3C2中部分Cr为Fe取代,部分C由Si取代的结果。当硅含量增加至>20%~29%时即形成新的复合相(Cr,Fe)(Si,C)。过剩的Cr与Fe组成金属间化合物FeCr,即σ相。含S i29%~34%之间增加了新相(Cr,Fe)Si。当Si超过34%,铬、铁与硅形成硅化物。由于含硅量增多而出现CrSi2与SiC相。铬与硅问的亲和力比铁与硅的大,所以先生成CrSi2。但是CrSi2与FeSi2的结晶构造不同,相互间不能形成固溶体。含Si44%~5l%时,Cr与Si生成CrSi2,部分FeSi与Si生成FeSi2。当Si51%~60%时,合金由CrSi2、FeSi2、SiC与Si组成。从上述结果可以看出含硅高的铬硅铁合金是由铬和铁的硅化物、SiC及Si组成,即碳是以SiC相存在。工业生产的硅铬铁合金的结构分析与此基本吻合。碳以不溶解于液相硅铬铁的SiC相存在。在1625℃与1725℃时3种硅铬铁合金:含Cr~30%,含Fe20%~25%和含Fe15%~20%的结果。

 

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