CONTROL OF PROPERTIES OF IRON-CARBON ALLOYS PRODUCED BY ALUMINOTHERMY BY VARYING TECHNOLOGICAL FACTORS
Authors: Барсукова Н.В. , Комаров О.Н. , Жилин С.Г. , Предеин В.В. , Попов А.В. , Худякова В.А. 
Published: October 2023

В условиях давления внешних факторов актуален поиск вариантов диверсификации производств, не требующих значительных материальных и энергетических затрат. Одно из перспективных технологических направлений получения сплавов в металлургии – применение алюмотермических процессов переплава термитной шихты, состоящей из вторичных материалов (окалины, стружки черных и цветных металлов), позволяющих получать широкую номенклатуру металлопродукции без значительных издержек, связанных с переоборудованием производственных подразделений. Возможность управлениями параметрами сплавов и свойствами конечного металлопродукта, формирующегося в результате алюмотермических процессов, реализуется преимущественно путем снижения температуры металлической фазы расплава введением в состав смесей инертных наполнителей, а также выдержкой расплава в тигле перед разливкой. Существенную роль в формировании ряда эксплуатационных характеристик играют химический состав, структура и физико-механические свойства железоуглеродистых сплавов. В работе отражены эксперименты, направленные на изучение влияния исходных компонентов материалов термитных шихт, применяемых для получения железоуглеродистых сплавов в процессах алюмотермии, а также времени выдержки расплава в тигле перед разливкой на химический состав, микроструктуру, твердость, показатели прочности и характер разрушения. Результаты экспериментальных исследований ориентированы на промышленное использование в металлургии и машиностроительном комплексе.

In the conditions of increasing pressure of external factors the search of variants of diversification of productions that do not require significant material and energy costs is actual. One of the promising technological directions of alloy production in metallurgy is application of aluminothermic processes of remelting of thermite charge consisting of secondary materials (scale, chips of ferrous and non-ferrous metals), allowing to produce a wide range of cast metal products without significant costs associated with the re-equipment of production units. Lack of information on the possibility of regulating the properties of the final metal product formed as a result of aluminothermic processes is largely due to the high reaction temperature (3000 °C and more) and difficulties associated with the control of a number of parameters during the cooling period of the alloy. The possibility of controlling the parameters of alloys and properties of the final metal product formed as a result of aluminothermic processes is realized mainly by reducing the temperature of the metal phase of the melt by introducing inert fillers into the composition of mixtures, as well as holding the melt in the crucible before casting. Chemical composition, structure and physical and mechanical properties of iron-carbon alloys play a significant role in the formation of a number of operational characteristics. In order to control the properties of cast products, a number of experiments have been carried out to study the influence of initial components of thermite charge materials used to produce iron-carbon alloys in aluminothermy processes, as well as the time of holding the melt in the crucible before casting on the chemical composition, microstructure, hardness, strength and fracture characteristics. The research results presented in this paper in the form of experimental data, dependencies and conclusions are oriented to industrial use in metallurgy and machine-building complex.