فروسیلیکو منیزیم ؛ کاربرد، آنالیز شیمیایی، راهنمای خرید

مقدمه چدن نشکن یا داکتیل، به گرافیت های کروی اش شناخته می شود. در مقایسه با تیغه‌ های گرافیت در چدن خاکستری که سبب ایجاد مکان های تمرکز تنش می ‌شدند، کره‌ های گرد گرافیت در چدن نشکن، باعث مهار رشد ترک می ‌شوند. در نتیجه چقرمگی و دلکتیلیتۀ مطلوبی را ایجاد می‌ کنند. اما چه عنصری نقش اصلی را در کروی کردن گرافیت در چدن دارد؟ این عنصر چگونه تأمین می شود؟ اگر هنوز با فروسیلکومنیزیم آشنایی ندارید یا قصد خرید آن را دارید، خواندن این مقاله برای شما مفید خواهد بود. ...

فروسیلیکومنیزیم چیست؟

فروسیلیکو منیزیم نوعی فروآلیاژ است که از ترکیب آهن، سیلیس و منیزیم به دست می آید. کاربرد اصلی این آمیژان تبدیل گرافیت های ورقه ای به کروی در تولید چدن و افزایش استحکام آن از این طریق است. نماد شیمیایی پایه آن نیز MgFeSi است که با تغییرات درصد اتمی هر یک از عناصر می تواند تغییر کند. این آمیژان نقش اصلی را در تأمین منیزیم برای مذاب چدن ایفا می کند.

فرو سیلیکو منیزیم چه نقشی در تغییر ریزساختار آلیاژ دارد؟

عنصر منیزیم در دماهای بالاتر از 1000 درجه سلسیوس تبخیر می شود. این عنصر در حالت خالص میل ترکیبی شدیدی با اکسیژن دارد. به همین دلیل آن را به صورت آلیاژی درآورده و برای افزودن منیزیم به مذاب استفاده می کنند.

فروسیلیکومنیزیم، بسته به تجربه اپراتور و آزمون و خطا، کمی قبل از عملیات بارریزی به قالب اضافه می شود. پس از بارریزی و در حین انجماد، منیزیم توسط جوانه های گرافیت جذب شده و باعث می شود که تنش سطحی گرافیت تغییر کرده و شرایط رشد در تمام جهات یکنواخت شود. بنابراین گرافیت های ورقه ای (flake) به کروی (spheroid) تبدیل می شوند.

افزودن فروسيليکومنيزيم به آلياژهای چدنی علاوه بر کروی کردن گرافيت ها، باعث می شود مقاومت به ضربه، چقرمگی و استحکام قطعه ریختگی نیز افزایش یابد.

آنالیز شیمیایی

مشخصا با توجه به شرکت تولیدکننده این محصول، آنالیز شیمیایی آن نیز می تواند تغییراتی داشته باشد. در جدول زیر نتایج آنالیز XRD آلیاژهای فروسیلیکو منیزیم تولید شده توسط شرکت معتبر ELKEM نروژ را مشاهده می کنید که با دقت بالایی تهیه شده است.

آنالیز شیمیایی فروسیلیکومنیزیم

فروسیلیکو منیزیم به چه صورتی تولید می شود؟

دو روش اصلی برای برای تولید این فروآلیاژ توسعه داده شده است:

در روش اول، سنگ معدن کلسینه شده دولومیت، توسط فرآیند سیلیکوترمیک یا آلومینوسیلیکوترمیک احیا می شود. عوامل احیا کننده مورد استفاده شامل فروسیلیسیم یا مخلوطی از فروسیلیسیم و آلومینیوم هستند.

منیزیم تولید شده در فرایند احیا با فروسیلیسیم اضافی واکنش داده و منیزیم سیلیسید (Mg2Si) تشکیل می دهد. این ترکیب در کنار آهن، فروسیلکو منیزیم را تشکیل می دهد. میزان عامل احیاکننده و نوع فلاکس اضافه شده (سنگ آهک، فلورسپار، بوکسیت و کوارتزیت) اصلی ترین عواملی هستند که این فرایند را تحت تاثیر قرار می دهند.

در روش دوم، فلز منیزیم در فروسیلیس مذاب غوطه ور می شود و فروسیلیکومنیزیم تولید می شود.

بررسی هزینه تولید هر دو روش نشان داده است که روش غوطه وری مقرون به صرفه تر است. امروزه غوطه وری فلز منیزیم در فروسیلیکون مذاب با موفقیت در مقیاس صنعتی آزمایش شده است و در تولید آلیاژ فروسیلیسیم منیزیم حاوی 5 درصد منیزیم بسیار موفق عمل کرده است.

تولید فروسیلیکو منیزیم

از فروسیلیکو منیزیوم برای چه کاربردهایی استفاده می شود؟

آمیژان فرو سیلیکو منیزیوم در تولید چدن های نشکن، چدن با گرافیت فشرده و تصفیه فولاد کاربرد دارد. این محصول به عنوان افزودنی در تولید فولاد زنگ نزن، فولادهای سیلیکونی و فولادهای کربنی به کار می رود.

امروزه دیده شده است که صنعت برق، این آلیاژ را خریداری می کند تا از آن به عنوان منبع سیلیکون خالص استفاده کند.

با افزودن این آمیژان به مذاب های ریخته گری چدن، استحکام کششی و تغییر ازدیاد طول و مدول الاستیک قطعات بهبود می یابد.

به طور کلی استفاده از این محصول مزایای زیر را به دنبال دارد:

  • کیفیت ریخته گری با افزایش جوانه زایی در مذاب
  • کاهش کاربیدها در ریخته گری مقاطع نازک
  • بهبود قابلیت ماشین کاری
  • کاهش هزینه های عملیات حرارتی
  • افزایش فاز فریت و کاهش تردی قطعات

در هنگام خرید این آمیژان به نکات زیر توجه داشته باشید:

فروسیلیکومنیزیم به شکل کلوخه ای با دانه بندی مشخص و معمولا در بسته بندی های ۲۵ ، ۵۰ و ۱۰۰ کیلوگرمی عرضه می شود. ظاهر این محصول خاکستری نقره ای است و سطحی با نمای فلزی دارد. دقت داشته باشید که تغییرات رنگ در کلوخه ها می تواند نشان دهنده ناخالصی هایی در مقادیر قابل توجه در این محصول باشد.

بهتر است قبل از خرید به این نکته توجه کنید که این آلیاژ اشتعال زا است و در صورت قرار گرفتن در معرض رطوبت یا اسید و باز منجر به تولید گازهای بسیار خطرناکی می شود. از این رو ابتدا محیط نگهداری مناسبی را برای این محصول فراهم کنید.

تنفس غبار و گاز تولیدی از اشتعال فروسیلیکو منیزیم در ریه ها و اعضای مخاطی ایجاد سوزش می کند و خطرات جبران ناپذیری به دنبال دارد.

منابع

Development of Ultrahigh-Strength high Impact toughness Steel for Advanced Engineering Applications. Hoda El-Faramawy, Mamdouh Eissa, Taha Mattar, Ayman Fathy. February 2003, Scandinavian Journal of Metallurgy 32(1):37-46.

www.kastwel.com
www.elkem.com

آیا مقاله برای شما مفید بود ؟
5/rateraterateraterate
5
0 نظر ثبت شده
مواد کنکور

مطالب مرتبط

دیدگاه کاربران