Jakie są główne zastosowania stopów krzemowo-chromowych w przemyśle?

Stopy żelazokrzemowo-chromoweskładają się głównie z krzemu (Si) i chromu (Cr):

 Zakres składu:Cr 45%-55%, Si 35%-45%, zanieczyszczenia C mniejsze lub równe 0,10%, S mniejsze lub równe 0,04%, P mniejsze lub równe 0,04%, Al mniejsze lub równe 1,0%;

 Właściwości fizyczne:Temperatura topnienia 1350-1450 stopni, gęstość 6,5-6,8 g/cm3, srebrzystoszare grudki (10-60 mm) lub granulki (1-10 mm), bardzo aktywne chemicznie w wysokich temperaturach, posiadające właściwości redukujące i stopowe;

 Podstawowe zalety:Integruje odtlenianie i tworzenie stopów, wysoki stopień odzysku chromu (większy lub równy 90%), koszt o 15%-20% niższy niż czysty żelazochrom, odpowiedni do produkcji stali nierdzewnej na dużą skalę.

(1) Odtlenianie w procesie produkcji stali: Synergistyczne odtlenianie i optymalizacja inkluzji

Stopy krzemowo-chromowe pełnią zarówno funkcję odtleniania, jak i uzupełniania chromu w produkcji stali, dzięki czemu są szczególnie odpowiednie do produkcji stali nierdzewnej i stali-żaroodpornej:

 Podstawowe mechanizmy reakcji:

Odtlenianie krzemu:Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe (Wygenerowany SiO₂ można łatwo unosić i usuwać);

Chrom-wspomagane odtlenianie:Cr + FeO → CrO + Fe (CrO i SiO₂ tworzą żużel kompozytowy o niskiej-temperaturze topnienia-, dodatkowo wzmacniający efekt odtleniania);

 Ilościowy efekt odtleniania:

Dodanie 0,5%-1,0% może zmniejszyć zawartość tlenu w roztopionej stali z 80-100 ppm do 25-40 ppm, osiągając skuteczność odtleniania na poziomie 60%-75%;

Zalety porównawcze:Poprawiona skuteczność odtleniania w porównaniu z pojedynczym żelazokrzemem. 20%-25%, przy jednoczesnej suplementacji chromu, aby uniknąć późniejszego uciążliwego procesu oddzielnego dodawania żelazochromu;

(2) Efekt stopowy: suplementacja chromu i poprawa wydajności

Stop SiCr jest głównym źródłem chromu w produkcji stali nierdzewnej i stali nisko-stopowej. Dodawanie stopów poprawia odporność materiału na korozję, wytrzymałość i działanie-w wysokich temperaturach:

 Mechanizm wzmacniający rdzeń:

Chrom:Tworzy na powierzchni stali gęstą warstwę pasywacyjną Cr₂O₃, utrudniającą wnikanie czynników korozyjnych i poprawiającą odporność na korozję;
Krzem:Wzmacnia siatkę ferrytową poprzez roztwór stały, poprawiając wytrzymałość i twardość stali;

 Ilościowa poprawa wydajności:

Produkcja stali nierdzewnej 304:Dodatek stopu krzemowo-chromowego reguluje zawartość chromu w stali do 18% -20%, wydłużając czas odporności na korozję w mgle solnej z 200 godzin do ponad 500 godzin, a wytrzymałość na rozciąganie większą lub równą 515 MPa;
Produkcja stali nisko-żaroodpornej-:Dodając 1,0% -1,5% stopu żelazokrzemowo-chromowego, zawartość chromu w stali osiąga... 5% -7%, a wytrzymałość na rozciąganie w wysokiej temperaturze (600 stopni) pozostaje większa lub równa 300 MPa, odpowiednia do stali kotłowej i sprzętu chemicznego.

(1) Przemysł stali nierdzewnej: surowiec stopowy rdzenia

Stop chromowo-krzemowy jest kluczowym surowcem do produkcji austenitycznej i ferrytycznej stali nierdzewnej, stanowiącym ponad 70% jego całkowitego zastosowania:

 Odpowiednie gatunki stali:

Stal nierdzewna austenityczna (304, 316L):Uzupełnij chrom do 18%-22% w połączeniu z niklem, aby utworzyć strukturę odporną na korozję;
Ferrytyczna stal nierdzewna (430, 444):Uzupełnij chrom do 16%-20%, nie ma potrzeby dodawania niklu, co obniża koszty produkcji;

 Zgodność procesu:

Produkcja stali w elektrycznym piecu łukowym/konwerterowym:Dodawać podczas gwintowania (blok 5-50 mm), ilość dodatku 0,8%-1,5%, stopień odzysku chromu 90%-95%;
Rafinacja piecowa AOD:W połączeniu z procesem odwęglania{{0}tlenowego argonu, ilość dodatku 0,5%-1,0%, precyzyjnie kontrolująca zawartość chromu, poprawiająca czystość roztopionej stali;

(2) Przemysł stali niskostopowej i-żaroodpornej: optymalizacja wydajności surowców

Stopy chromowo-krzemowe są wykorzystywane do produkcji niskostopowej stali-o wysokiej wytrzymałości i stali żaroodpornej-w celu poprawy właściwości mechanicznych i-stabilności materiałów w wysokich temperaturach:

 Typowe zastosowania:

Stal maszynowa inżynieryjna (Q690):Dodając 0,3% -0,5% stopu SiCr, zawartość chromu w stali wynosi 0,8% -1,2%, wytrzymałość na rozciąganie wzrasta z 690 MPa do 750 MPa, a udarność (-40 stopni) jest większa lub równa 47J/cm²;
Stal-odporna na wysoką temperaturę-(12Cr1MoV):Dodając 1,0%-1,2% stopu żelazokrzemowo-chromowego, zawartość chromu wynosi 1,0%-1,5%, zawartość krzemu 0,5%-0,8%, a wytrzymałość na pełzanie w wysokiej temperaturze jest poprawiona. 20%-25%, odpowiedni do turbin parowych i rur kotłów;

(3) Przemysł odlewniczy: surowiec do odlewów-odpornych na zużycie

Stop krzemowo-chromowy stosowany jest do produkcji odlewów-odpornych na zużycie w celu poprawy twardości i odporności odlewów na zużycie:
Podstawowa aplikacja:

Mechanizm działania:Chrom i węgiel tworzą twardą fazę Cr₇C₃, krzem uszlachetnia ziarna i synergistycznie poprawia odporność odlewów na zużycie;
Efekt ilościowy:Dodatek 3%-5% stopu krzemowo-chromowego zwiększa twardość (HRC) odlewów z 25-30 do 45-50 i zmniejsza zużycie o 40%-50;
Odpowiednie scenariusze:Części maszyn górniczych (takie jak wykładziny kruszarki), części maszyn inżynieryjnych-odporne na zużycie (takie jak zęby łyżki koparki);

(4) Inne scenariusze zastosowań

Produkcja żelazostopów:Jako środek redukujący do przygotowania innych stopów chromu (takich jak żelazochrom nisko-węglowy), stopień odzysku chromu wzrasta o 10–15%;
Materiały spawalnicze:Jako surowiec do prętów spawalniczych i topników, dodana ilość... 15% -20%, poprawiająca odporność na korozję i wytrzymałość spoin, odpowiednia do spawania stali nierdzewnej;

Priorytet wydajności:

Do stali nierdzewnej i stali-odpornej na ciepło należy wybierać gatunki o wysokiej-chromie (Cr większy lub równy 55%), aby zapewnić odporność na korozję i działanie w-wysokiej temperaturze;

Bilans kosztów:

W przypadku stali nisko-stopowych i zwykłych odlewów należy wybierać gatunki o wysokiej-chromie (Cr 50%–55%), aby zrównoważyć wydajność i koszty;

Zgodność procesu:

Do produkcji stali należy wybrać formę blokową (5-50 mm), odlewy należy wybrać w postaci granulatu (1-10 mm), a materiały spawalnicze powinny wybrać formę proszku (200-300 mesh).