Mathematical model of the diagram of the phase composition of the system Fe – Si – Cr

Modelo matemático del diagrama de composición de fases del sistema Fe - Si - Cr

Se representa un diagrama de la composición de fases del sistema metálico de tres componentes Fe-Si-Cr. Tiene 12 fases: Fe, Si, Cr, Fe₃Si, Fe₂Si, Fe₅Si₃, FeSi, FeSi₂, Cr₃Si, Cr₅Si₃, CrSi y CrSi₂. Se han determinado las dimensiones de los campos formados y la prevalencia de fases individuales en ellos. Los compuestos más comunes en el sistema estudiado son FeSi, CrSi₂ y Cr₃Si. Se han trazado secciones isotérmicas del diagrama. Se ha creado un modelo matemático del diagrama y un programa informático. Tras establecer la composición química del metal desde el panel de control y arrancar, el ordenador encuentra el campo (triángulo) donde se encuentra el metal y muestra su composición de fase en porcentaje másico en un monitor o impresión. Se ofrece un ejemplo de utilización del modelo creado para calcular la composición de fase de los grados de ferrosilicio. FeSi65, FeSi75 y ferrosilicocromo FeSiCr48. Se encontró un acuerdo satisfactorio entre los datos calculados y los experimentales.

INTRODUCCIÓN

Los diagramas de estado son la principal herramienta para crear y analizar procesos tecnológicos. Con su ayuda se determina la dirección de los procesos asociados a las transiciones de fase, se eligen los modos de tratamiento térmico, se buscan las composiciones óptimas de las aleaciones, se asignan los intervalos de temperatura durante el tratamiento a presión (forja, estampación, laminación, prensado), se determinan las temperaturas de fusión y colada de las aleaciones.

El artículo investiga el sistema Fe - Si - Cr, que describe la tecnología de producción de algunas ferroaleaciones de cromo. Es de especial interés para la producción de silicocromo, que se utiliza como agente reductor en la fundición de ferrocromos refinados. La producción de silicocromo puede compararse con la fundición de ferrosilicio al 45%, pero esta tecnología utiliza ferrocromo en lugar de virutas de acero. Este último es el peor disolvente para el silicio, lo que provoca dificultades en su producción.  En este trabajo se ha previsto estudiar las características de la formación de metales en el sistema Fe - Si - Cr trazando un diagrama de composición de fases para mejorar la tecnología de producción de aleaciones de cromo.

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

El método principal para construir diagramas de estado es el experimental. Pero también se utilizan los calculados, basados en el estudio de la dependencia de la energía libre del sistema con la temperatura, la presión, la concentración de todos los componentes en todas las fases [1]. Para ello se han creado programas informáticos [2 - 6], ampliamente utilizados en actividades de investigación y producción [7 - 9].