DOI: 10.52150/2522-9117-2018-32-336-348

Петров Олександр Пилипович, н.с., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова 1, Дніпро, Україна, 49107; ORSID 0000-0001-7855-9267
Кукса Олег Володимирович, к.т.н. н.с., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107
Головко Людмила Олександрівна, к.х.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107;
Ходотова Надія Євстахівна, м.н.с., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова 1, Дніпро, Україна, 49107

Прогнозування фізико-хімічних і теплофізичних властивостей нікелювмісних феросплавів

Анотація. Метою роботи є вивчення можливості використання інтегральних і парціальних модельних параметрів міжатомної взаємодії для системного дослідження найважливіших споживчих властивостей нікелевих феросплавів, що застосовуються для легування сталі та сплавів. У роботі використаний розроблений в Інституті чорної металургії НАН України новий підхід до вирішення завдань прогнозування властивостей сплавів, що зв’язує між собою склад, структуру і властивості розплавів. Із застосуванням експериментальних даних про теплоту плавлення, теплоємності, теплопровідність, коефіцієнти температуропроводності феронікеля, ферробора, ферромолібдена, ферровольфрама, ферроцірконія та інших феросплавів було отримано рівняння, що дозволяють попередньо оцінювати ці властивості. Аналіз експериментальних даних показав, що щільність рідких і твердих сплавів залізо-нікель-хром та температури їх плавлення тісно пов’язані з параметрами міжатомної взаємодії. З використанням параметрів міжатомної взаємодії і експериментальних даних отримано рівняння для опису залежності температури кристалізації, питомої щільності, питомої теплоємності, теплопровідності хромонікельсодержащіх феросплавів від параметрів міжатомної взаємодії. З використанням наведених рівнянь шляхом модельного прогнозування оцінено температури плавлення і щільності феронікелю (ФН-5М). Розроблені напівемпіричні моделі можуть бути використані для прогнозування властивостей стандартних марок феросплавів як всередині окремої марки, так і всього сортаментного ряду феросплавів. Це дозволяє оцінювати ефективність застосування феросплавів на основних етапах сталеплавильного переділу.
Ключові слова: феросплави, властивості, критерії, прогнозні моделі, параметри міжатомної взаємодії

Бібліографічний список
1. Ферросплавная промышленность мира и Украины в 2014-2015 годах. /С.Г. Грищенко, В.С. Куцин, П.А.Кравченко, С.Л. Кудрявцев. // «Сучасні проблеми металургії». – Дніпропетровськ: – 2016. – том 19, вип. 1 – С.279–285.
2. Методы и результаты исследований физико-химических и теплофизических характеристик ферросплавов / В.И. Жучков, О.Ю. Шешуков, П.П. Орлов [и др.]. // Сб. научных трудов международной конф. «Сучасні проблеми металургії сталі». – Дніпропетровськ. – 2001. – С.211-216.
3. Физико-химическая оценка свойств промышленных ферросплавов / В. П. Пиптюк, А. Ф. Петров, С. В. Греков, В. А. Буршитин // Сб. научн. тр. ИЧМ НАНУ «Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии». – Днепропетровск: – 2007. – Вып.14. – С. 235– 243.
4. Приходько Э.В. О связи между параметрами межатомного взаимодействия и характеристиками структуры расплавов / Э.В. Приходько // Расплавы. – 1990. – № 3. – С. 18–24.
5. Приходько Э. В. Теоретические основы физико-химических моделей структуры многокомпонентных материалов / Э.В. Приходько // Изв. АН СССР. Металлы. – 1991. – № 6. – С.208–214.
6. Приходько Э. В. Роль направленного межатомного взаимодействия в формировании микронеоднородного строения металлических расплавов / Э.В. Приходько, А.Ф. Петров // Изв. вузов. Черная металлургия. – 1995. – № 12. – С.5–12.
7. Приходько Э.В. Физико-химические критерии для оценки степени микронеоднородности металлических расплавов / Э.В. Приходько, А.Ф. Петров // Металлофизика и новейшие технологии. – 1998. – Т.20, № 7. – С. 64– 74.
8. Петров А. Ф. Особенности моделирования термодинамических свойств ферросплавов / А. Ф. Петров // Сб. научн. тр. ИЧМ НАНУ «Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии». – Днепропетровск: – 2003. – Вып.6. – С. 244– 250.
9. Петров А. Ф. Физико-химические критерии для прогнозирования термодинамических свойств многокомпонентных металлических систем / А. Ф. Петров, Э. В. Приходько, Е. Н. Ворона // Сб. научн. тр. ИЧМ НАНУ «Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии». – Днепропетровск: – 2005. – Вып.11. – С. 170–179.
10. Комплексное исследование свойств легирующих и микролегирующих материалов / [В.А. Вихлевщук, В.С. Игнатьев, Ю.Н. Омесь, А.В. Кекух] // Теория и практика металлургии. – 1999. – № 3. – С.29-30. 11. Баум, Б.А. Металлические жидкости / Б.А. Баум. – М.: Наука, 1979. – 120 с.
12. Кашин В.И. Плотность и поверхностное натяжение расплавов Fe-NiCr / В.И.Кашин, К.С. Филиппов // Металлы. – 2004. – № 4. – С.15-19.
13. Жучков В.И. Изучение процесса плавления сплавов системы Fe-Ni-Cr в железоуглеродистом расплаве / В.И.Жучков, О.В. Заякин, Е.Ю. Лозовая, Д.С.Ренев // Бутлеровские сообщения. – 2016. – Т 47.– № 8. – С.56–62.
14. Заякин О.В. Время плавления никельсодержащих ферросплавов в стали / О.В. Заякин, В.И.Жучков, Е.Ю. Лозовая // Изв. вузов. Черная металлургия. – 2007. – № 5. – С.13-16.
15. Жучков В.И. Изучение температур плавления и плотности никельсодержащих ферросплавов / В.И.Жучков, О.В. Заякин, Ю.Б. Мальцев // Расплавы. – 2001. – № 1. – С.7-9.