Легуре калцијума и силицијумапрвенствено се састоје од калцијума (Ца) и силицијума (Си), са неким елементима као што су баријум и алуминијум, подржавајући њихову прилагодљивост различитим применама:
Распон композиције:Ца 28%-35%, Си 55%-65%, нечистоће Ал Мање или једнако 2,0%, С Мање или једнако 0,04%, П Мање или једнако 0,04%
Физичка својства:Тачка топљења 1250-1350 степени, густина 2,5-2,8 г/цм³, у грудастом (5-30 мм) или зрнастом (1-10 мм) облику, показује јаку хемијску активност на високим температурама.
Основне функције:Интегришући одсумпоравање, деоксидацију, легирање и пречишћавање зрна, то је „више-функционални композитни агенс“ у металуршкој индустрији.
Основни сценарији примене силицијум калцијум легуре
(1) Индустрија производње челика: основна сировина за одсумпоравање, деоксидацију и легирање
Силиконско-калцијум легура је високо-композитни функционални материјал у индустрији производње челика, посебно погодан за производњу високо{1}}челика и челика са ултра-ниским садржајем сумпора. Његове основне апликације су следеће:
Дубоко одсумпоравање:
Механизам деловања:Калцијум реагује са сумпором са изузетно малом слободном енергијом, спонтано стварајући ЦаС (тачка топљења 2450 степени, скоро нерастворљив у истопљеном челику) на високим температурама. Силицијум истовремено деоксидише и оптимизује реакционо окружење (енглески: Ца + С → ЦаС, Си + 2ФеО → СиО₂ + 2Фе);
Квантитативни ефекат:Додавање 0,1%-0,5% може смањити садржај сумпора у истопљеном челику са 0,05%-0,08% на испод 0,01% (стандард челика са ултра-ниским садржајем сумпора), постижући стопу одсумпоравања од 80%-95%;
Погодни сценарији: Врхунски{0}}класи челика осетљиви на садржај сумпора, као што су челик за лежајеве, челик за опруге и нерђајући челик.
Високо{0}ефикасна деоксидација:
Механизам деловања:Калцијум има јачу способност деоксидације од алуминијума и силицијума. Може да реагује са кисеоником и оксидима у истопљеном челику да би формирао ЦаО, а такође може да смањи инклузије Ал₂О₃ (формирајући ниску-тачку-тачка топљења ЦаО・Ал₂О₃), које се лако уклањају флотацијом.
Квантитативни ефекат:Са додатком од 0,2%-0,3%, садржај кисеоника у растопљеном челику опада са 80-100ппм на 20-30ппм, укупна количина оксидних инклузија се смањује за 60%-70%, а стопа дефекта површине челичних гредица се смањује са 1,2% на 0,3%.
Погодни сценарији:Производња ниско{0}}легираног челика велике чврстоће- и електричног силицијум челика, побољшавајући перформансе обраде и радни век челика.
Легирање и побољшање перформанси:
Механизам деловања: Атоми калцијума и силицијума су уграђени у феритну решетку, узрокујући дисторзију решетке, ометајући кретање дислокације и пречишћавање величине зрна;
Квантитативни ефекат:Додавање 0,1%-0,2% легуре феро силицијум калцијума у нисколегирани конструкцијски челик повећава затезну чврстоћу за 10%-15% и жилавост на удар (-20 степени) за 20%-30%, што га чини погодним за инжењерске машине и челик за мостове;
(2) Индустрија ливнице: Основне компоненте инокуланта и агенса за сфероидизацију
СиЦа легура се углавном користи у производњи сивог ливеног гвожђа и нодуларног гвожђа за побољшање униформности структуре ливења и механичких својстава:
Примена инокуланта:
Механизам деловања:Промовише таложење графитизације, рафинише графитна зрна и структуру матрице и избегава тенденцију белог ливеног гвожђа;
Квантитативни ефекат:Додавање 0,1%-0,3% грануларне легуре феро калцијума (1-3мм) (сиви ливено гвожђе) повећава затезну чврстоћу одливака са 200МПа на 280МПа и побољшава ударну жилавост. 133%, стопа отпада је смањена са 8% на 3%; Погодно за: Прецизне одливе као што су блокови мотора и лежајеви за алатне машине.
Компоненте агенса за сфероидизацију:
Механизам деловања:Користи се у комбинацији са магнезијумом и елементима ретких земаља (нпрлегуре силицијум калцијум баријум) да промовише кристализацију графита у сферне облике, побољшавајући жилавост и чврстоћу нодуларног гвожђа;
Ефекат:Стопа сфероидизације може да достигне преко 90%, затезна чврстоћа нодуларног гвожђа већа или једнака 450МПа, издужење веће од или једнако 10%, погодно за делове који носе оптерећење као што су аутомобилске радилице и зупчаници;
Предности:У поређењу са појединачним агенсима за сфероидизацију магнезијума, легуре калцијума силикона могу да смање стопу сагоревања{0}} магнезијума за 15%-20%, смањујући трошкове производње.
(3) Производња феролегура: високо-средство за редукцију и рафинацију високе ефикасности
ЦаСи легуре, због својих јаких редукционих својстава и ниског садржаја угљеника (мање или једнако 0,1%), идеални су редукциони агенси за производњу ниско{1}}феролегура са ниским садржајем угљеника.
Основне апликације:
Механизам деловања:Смањује оксиде ванадијума, титанијума, ниобијума итд., да би се припремио ниско{1}}угљенични ферованадијум, феротитанијум, ферониобијум, итд., избегавајући обогаћивање угљеником;
Погодни сценарији:Висока{0}}производња феролегура, која се користи у областима ваздухопловства и електронских материјала.
Функција пречишћавања:Уклања нечистоће као што су сумпор и фосфор из феролегура, побољшавајући чистоћу производа. На пример, када се производи фероманган високе-чистоће, додавање легура калцијум-силицијума смањује садржај сумпора са 0,05% на испод 0,01%, што испуњава захтеве за топљење челика врхунског{4}}
(4) Други сценарији примене
Топљење обојених метала-:Као агенс за рафинацију алуминијума и легура бакра, уклања нечистоће кисеоника и сумпора, побољшавајући чистоћу и флуидност метала; са додатком од 0,3%-0,5%, садржај кисеоника у легурама алуминијума се смањује са 50-80ппм на 20-30ппм, смањујући стопу оштећења порозности одливака за 70%; Погодни сценарији: производња алуминијумских легура у ваздухопловству и прецизне легуре бакра.
Материјали за заваривање:Као сировина за заваривање шипки и премаза флукса, са додатком од 20%-30%, деоксидише и одсумпорава током заваривања, побољшавајући чврстоћу шава и отпорност на корозију; Затезна чврстоћа завара већа од или једнака 400МПа, а време отпорности на корозију у спреју соли је продужено за 2 пута; Погодни сценарији: Грађевинско и машинско заваривање.
Прилагођавање и логика избора различитих класа ЦаСи легура
(1) Табела основних оцена и прилагођавања примене
| Квалитет легуре силицијум калцијума | Основне компоненте (Ца/Си) | Основни сценарији апликација | Препоручени додатак |
| ЦаСи3060 | 30%/60% | Деоксидација у конвенционалној производњи челика, инокулација ниско{0}}легураних одливака | 0,1%-0,2% (производња челика), 0,1%-0,3% (ливање) |
| ЦаСи3262 | 32%/62% | Одсумпоравање у врхунској{0}}производњи челика, сфероидизација у прецизном ливењу | 0,2% -0,5% (производња челика), 0,2% -0,4% (ливање) |
| ЦаСи3560 | 35%/60% | Рафинирање челика са ултра-ниским садржајем сумпора, редукциони агенси у производњи феролегура | 0,3% -0,5% (производња челика), 1,2-1,5 тона / тона легуре (феро легура) |
(2) Основни принципи одабира
Приоритет учинка:Челик високог{0}}квалитета и прецизно ливење треба да користе високе-врсте калцијума (Ца већи од или једнак 32%) да би се обезбедили ефекти одсумпоравања и деоксидације;
Биланс трошкова:Уобичајени челик и конвенционално ливење треба да користе средње{0}}врсте калцијума (Ца 30%-32%) да би уравнотежили перформансе и цену;
Адаптација процеса:У производњи челика би требало да се користе блокови (5-30мм) материјали, ливење би требало да се користе гранулирани (1-3мм) материјали, а производња феролегура треба да користи блокове (10-50мм) материјале.
