Микроструктуры образцов кремнистого ферросплава

марки ФСМг521Ба2 (пластины – «чипсы»)

Рис. 2.10. Общий вид пластинчатых образцов кремнистого ферросплава марки ФСМг521Ба2, залитых в стальную обойму для выявления микроструктуры	Рис. 2.11. Микроструктура пластины №1 Х 10.
Рис. 2.12. Микроструктура пластины №1 Х 50.	Рис. 2.13. Микроструктура пластины №2 Х 50.

Рентгеноструктурный фазовый анализ порошковых образцов проведен на дифрактометре ДРОН - 4 в отфильтрованном К_a - излучении медного анода.

Съемка осуществлялась в интервале углов 2q = 10…120^О.

Ферросплавы ФСМг521Ба2 и ФСМг7, представленные в виде крупки и чипсов, были растерты в порошок, из которого изготовлены образцы для рентгеноструктурных исследований.

На дифрактограммах всех образцов (Рис.2.14 - Рис.2.17) присутствует большое число интерференционных максимумов разной интенсивности, в том числе и накладывающиеся друг на друга. Заметим, что на этих рисунках представлены лишь части дифрактограмм в интервале углов от 2q = 15^о до 2q = 65^о, где присутствуют основные линии, характеризующие фазы. Идентификацию фаз осуществляли с использованием определителя Михеева [1], Нариты [2], международной картотеки ASTM – JCPDS, атласа микроструктур и дифракционных характеристик [3] и пакета программ WinXPOW.

Результаты фазового анализа представлены в таблице 6, на основании которого сделаны следующие выводы:

Ферросплавы ФСМг521Ба2 (Рис.2.14 и 2.15). Основными фазами этих образцов являются лебоит (a - FeSi₂) и FeSi. В небольших количествах в них присутствуют чистый кремний, фаза силикобария, возможно содержащая кальций и магний, [3] и Mg₂Si, а окислы отсутствуют. При этом в крупке содержание кремния меньше, чем в чипсах, а содержание Mg₂Si больше, чем в чипсах.

Дифрактограммы чипсов и крупки идентичны. Наблюдаются лишь различия в интенсивностях некоторых интерференционных линий, свидетельствующие о разном содержании присутствующих фаз. В крупке FeSi больше чем в чипсах, так как её интерференционная линия 2q = 45^о48` интенсивней, а в чипсах более интенсивны линии 2q = 49<sup>о</sup>06` и 2q = 37^о50` - т.е. больше фазы a - FeSi₂. Наблюдаются также небольшие различия в межплоскостных расстояниях фаз, свидетельствующие о небольшом различии параметров кристаллических решеток a-FeSi₂ и FeSi. Это свидетельствует о том, что фазы имеют расширенную область гомогенности и представляют собой фазы переменного состава.

Ферросплавы ФСМг721. (Рис. 2.16 и 2.17, Табл.2.4). Основными фазами являются a - FeSi₂ и FeSi, а также присутствует чистый кремний, которого больше в образцах «чипс» и очень мало в образцах «крупка». Кроме того, в образцах присутствует соединение Mg₂Si, CaAl₂Si₂ и в виде следов – окисел MgO.

Рис. 2.14. Дифрактограмма ферросплава марки ФСМг521Ба2 (крупка).

Рис. 2.15. Дифрактограмма ферросплава марки ФСМг521Ба2 (чипс).

Рис. 2.16. Дифрактограмма ферросплава марки ФСМг721 (крупка).

Рис. 2.17. Дифрактограмма ферросплава марки ФСМг721 (чипс).

Таблица 2.4.

Фазовый состав исследованных ферросплавов, определенный методом рентгеноструктурного анализа

Образцы	Si	a-FeSi2	FeSi	Силико-барий	Mg2Si	CaAl2Si2	MgO
ФСМг521Ба2 (крупка)	очень мало	+	+	+	+	-	-
ФСМг521Ба2 (чипс)	мало	+	+	+	+	-	-
ФСМг721 (крупка)	очень мало	+	+	-	+	+	следы
ФСМг721 (чипс)	+	+	+	-	+	+	следы

Таким образом, можно отметить, что основные фазы в кремнистых ферросплавах ФСМг521Ба2 и ФСМг721 a - FeSi₂ и FeSi более дисперсны, чем матричные фазы a - FeSi₂ и чистый кремний в ферросплавах Si-Еxtra-Z. При этом степень дисперсности и направленность пластин увеличиваются в «чипсах» по сравнению с крупкой того же состава. Присутствие окислов в этих ферросплавах при рентгеноструктурных исследованиях обнаруживается в виде следов. Магний присутствует в виде соединения Mg₂Si. В ФСМг521Ба2 также выявляются фазы силикобария [3]. Следовательно, можно предположить более стабильное получение результатов модифицирования и минимальный пироэффект при обработке чугуна при применении чипсовых модификаторов за счет более мелкой кристаллической структуры и более равномерного распределения магнийсодержащих фаз, чем в дробленой слиточной крупке. Кроме того, чипсовые модификаторы в процессе их производства покрываются очень тонкой, но плотной защитной окисной пленкой и, в отличие от дробленого слиточного модификатора не имеют на большинстве своей поверхности «открытых» фаз, содержащих магний, что также также должно снизить пироэффект при их применении. Дополнительные элементы кальций, барий, РЗМ должны максимально стабилизировать результаты модифицирования и обеспечить управляемое получение комплекса требуемых механических свойств чугуна в отливках.

Дата добавления: 2015-07-18