Ferro Silicon Magiê được sử dụng để làm gì?

Sắt silic magie(thường được viết tắt là FeSiMg) là một hợp kim sắt có chức năng quan trọng trong lĩnh vực sản xuất, được phân biệt bằng sự kết hợp độc đáo giữa khả năng khử của silicon và đặc tính thúc đẩy quá trình graphit hóa-của magie. Mặc dù nó có chung cơ sở với tiêu chuẩnferrosilicon, việc bổ sung magiê mang lại cho nó những khả năng chuyên biệt khiến nó không thể thay thế được trong các ứng dụng có giá trị-cao cụ thể.

Công dụng quan trọng nhất của silic magie sắt là tác nhân tạo nốt trong sản xuất sắt dẻo-một vai trò chiếm hơn 90% lượng tiêu thụ FeSiMg toàn cầu. Sắt dẻo (còn gọi là gang cầu hoặc sắt than chì hình cầu) là một loại vật liệu-hiệu suất cao có các đặc tính vượt trội bắt nguồn trực tiếp từ dạng hình cầu của các hạt than chì, một sự biến đổi được thực hiện bởi FeSiMg.

1.1 Cơ chế kỹ thuật: Biến than chì dạng vảy thành than chì hình cầu

Trong gang xám truyền thống, than chì tạo thành các cấu trúc giống như vảy-hoạt động như "bộ tập trung ứng suất" bên trong, làm cho vật liệu trở nên giòn và dễ bị nứt khi chịu tải. Khi magie silic sắt được thêm vào gang nóng chảy (thường ở mức 1,0% -1,5% trọng lượng sắt nóng chảy), hai phản ứng chính xảy ra:

- Kết tủa than chì:

Các nguyên tử magiê trong FeSiMg hấp phụ trên bề mặt tinh thể than chì mới hình thành trong quá trình hóa rắn, ngăn chặn sự phát triển dọc theo các mặt phẳng tinh thể cụ thể. Điều này buộc than chì phát triển đồng đều ở dạng hình cầu chứ không phải dạng vảy.

- Hỗ trợ khử oxy:

Silicon trong FeSiMg tăng cường khả năng khử của hợp kim, loại bỏ oxy hòa tan khỏi sắt nóng chảy, điều này có thể cản trở quá trình hình cầu của than chì và gây ra các khuyết tật đúc như độ xốp.

Kết quả là gang dẻo có độ bền cao gấp 3-5 lần và độ bền kéo cao gấp 2-3 lần so với gang xám, thu hẹp khoảng cách về hiệu suất giữa gang và thép rèn.

1.2 Các ứng dụng chính của sắt dẻo được kích hoạt bởi FeSiMg

Hiệu ứng tạo nốt sần của magie silic sắt làm cho sắt dẻo phù hợp với các thành phần có ứng suất cao, độ tin cậy cao- trong nhiều ngành công nghiệp. Dưới đây là các trường hợp sử dụng nổi bật nhất:

Ngoài việc sản xuất sắt dẻo, silicon ferro magie còn đóng vai trò quan trọng nhưng thích hợp trong các quy trình luyện kim khác, tận dụng các đặc tính silicon và magie kết hợp của nó:

2.1 Chế phẩm dành cho gang-hiệu suất cao

Trong một số trường hợp đúc chuyên dụng (ví dụ: các thành phần sắt dẻo có thành mỏng), FeSiMg được sử dụng làm chất cấy bổ sung cùng với ferrosilicon truyền thống. Hàm lượng magie của nó giúp tinh chỉnh kích thước và sự phân bố của các nốt than chì, trong khi silicon thúc đẩy quá trình tinh chế hạt-làm giảm các khuyết tật đúc như độ co ngót và cải thiện độ chính xác về kích thước.

2.2 Hỗ trợ khử lưu huỳnh trong sản xuất thép (Sử dụng hạn chế)

Mặc dù không phải là tác nhân khử lưu huỳnh chính (hợp kim dựa trên canxi{0}}phổ biến hơn), magie silic sắt có thể hỗ trợ quá trình khử lưu huỳnh nhẹ đối với thép cacbon-có hàm lượng cacbon thấp. Magie phản ứng với lưu huỳnh trong thép nóng chảy tạo thành magie sunfua (MgS), chất này nổi lên bề mặt dưới dạng xỉ. Việc sử dụng này bị hạn chế do chi phí cao của magiê và khả năng làm thép bị giòn nếu sử dụng quá mức, nhưng nó có hiệu quả trong sản xuất thép có độ tinh khiết cao-hàng loạt nhỏ.

2.3 Chất tạo hợp kim cho hợp kim Magiê chuyên dụng

Trong quá trình sản xuất hợp kim dựa trên magie-cho ngành hàng không vũ trụ và ô tô nhẹ, FeSiMg hoạt động như một tác nhân tạo hợp kim-hiệu quả về mặt chi phí. Nó đưa một lượng silicon và sắt được kiểm soát vào magie, cải thiện độ bền và khả năng chịu nhiệt mà không ảnh hưởng đến lợi thế về mật độ-thấp của nó. Ứng dụng này rất phù hợp nhưng đang phát triển khi các ngành ưu tiên vật liệu nhẹ.

Để tối đa hóa lợi ích của magie silic sắt trong các ứng dụng của nó, những người hoạt động trong ngành phải xem xét ba yếu tố quan trọng:

3.1 Lựa chọn cấp hàm lượng Mg

FeSiMg được phân loại theo hàm lượng magiê (ví dụ: FeSiMg8, FeSiMg10, FeSiMg11). Hàm lượng Mg cao hơn (10%-11%) là lý tưởng cho các vật đúc lớn hoặc sắt nóng chảy có hàm lượng lưu huỳnh-cao vì nó đảm bảo đủ sự kết tụ. Hàm lượng Mg thấp hơn (4%-8%) phù hợp cho các linh kiện nhỏ hoặc sắt có hàm lượng lưu huỳnh thấp, giảm giá thành và giảm thiểu độ giòn magie.

3.2 Phương pháp bổ sung và kiểm soát nhiệt độ

Điểm sôi thấp của magiê (1090 độ) có nghĩa là nó dễ bị bay hơi. Các phương pháp bổ sung phổ biến bao gồm "冲入法" (冲入法, đổ FeSiMg vào sắt nóng chảy) và ủ bằng muôi, cả hai đều yêu cầu kiểm soát nhiệt độ chính xác (1400-1500 độ) để giảm thiểu thất thoát Mg và đảm bảo phân phối đồng đều.

3.3 Điều kiện bảo quản

Khả năng phản ứng cao của magie khiến FeSiMg dễ bị hấp thụ độ ẩm và bị oxy hóa. Nó phải được bảo quản trong hộp kín, khô để ngăn chặn sự hình thành magie hydroxit (Mg(OH)₂), làm mất tác dụng tạo nốt sần của nó. Bảo quản không đúng cách là nguyên nhân hàng đầu gây ra khuyết tật đúc trong sản xuất gang dẻo.

Giá trị chính của Ferro silicon magie nằm ở khả năng biến đổi gang thông thường thành gang dẻo-hiệu suất cao, cho phép sản xuất các bộ phận bền bỉ,-hiệu quả về mặt chi phí trong các ngành công nghiệp ô tô, xây dựng, năng lượng và nông nghiệp. Vai trò thứ yếu của nó trong việc cấy ghép và tạo hợp kim càng củng cố thêm vị thế của nó như một hợp kim sắt đa năng.