硅铬合金
简介
由硅、铬、铁为主成分的铁合金。又称硅铬铁合金。它主要用作电硅热法生产中、低、微碳铁的中间合金。炼钢中用作脱氧剂(代替硅铁)和铬添加剂。一般含Cr>30%，Si>35%，余量为铁和少量杂质。根据含碳量分类，如含碳≤0.06%，≤0.10%，≤1.0%等。含铬量不小于30.0%，且含硅量不小于35.0%的铁、铬和硅 的合金。其生产工艺分为两种：一步法(通常称“有渣法”或“矿石法”)和两步法 (通常称“无渣法”)。一步法冶炼所用原料有硅石、铬矿、焦炭。两步法冶炼所用 原料有硅石、碳素铬铁、钢屑。两种冶炼方法，都采用焦炭做还原剂。合金中硅的来源主要是硅石中的SiO2，铬的来源分别为铬矿和碳素铬铁。均在铁合金 矿热炉中进行冶炼而制得。主要用于生产中低碳铬铁、微碳铬铁的还原剂和炼 钢的中间合金剂。按硅铬合金含Si、Cr、C高低可分为多种不同牌号的硅铬合 金。其合金系组成相为，Si>50%由(Fe·Cr)Si2组成，含Si>40%由(Fe·Cr) Si2和(Fe·Cr)Si组成，含Si>30%由(Fe·Cr)Si和(Fe·Cr)Si组成，Si< 19%时(Fe·Cr)3C和(Fe·Cr)23C6占大多数。由于硅铬合金相组成决定了炉外降碳效果，所以在工业生产中，硅铬合金中的含Si量一般控制大于40%。出 炉的硅铬合金含C一般在0.2—0.8%很难直接使用，必需经过炉外降碳处理，合金含C量可降至0.02%以下，依据用户要求炼制不同牌号的硅铬合金。 此外，还有将硅铁加入液态的高碳铬铁中，生产出硅铬合金。
评价
贝克特(F.M.Becket)及其合作者自1906年起至1940年开发硅还原铬矿石生产低碳铬铁的工艺。最早是用50%～75%Si的硅铁和硅作还原剂。用硅铁作还原剂，因铁高不能生产Cr>70%的低碳铬铁。而工业硅价格贵。用铬矿石先冶炼出硅铬铁合金，再与铬矿石反应得到低碳铬铁的方法是经济的。铬铁含Cr>70%，要求铬矿中Cr：Fe为3：1。1925年贝克特在其专利中公布了硅铬铁合金含碳量与含硅量的关系图。中国吉林铁合金厂是于1957年开始生产硅铬铁合金的。铬与硅在高温下生成两种稳定的化合物为CrSi与CrSi2。因为铬的硅化物比它的碳化物稳定，所以当有硅存在时，部分碳将被硅取代，生成碳硅复合铬化物，直至生成硅化物。巴甫洛夫(Ю.А.Павлов)研究了Cr：Fe=1的Cr-Si-Fe-C系铸造合金的相结构。当合金中Si<20%时，基本上由一个相(Cr，Fe)3(C，Si)2组成。可以认为是Cr3C2中部分Cr为Fe取代，部分C由Si取代的结果。当硅含量增加至>20%～29%时即形成新的复合相(Cr，Fe)(Si，C)。过剩的Cr与Fe组成金属间化合物FeCr，即σ相。含Si 29%～34%之间增加了新相(Cr，Fe)Si。当Si超过34%，铬、铁与硅形成硅化物。由于含硅量增多而出现CrSi2与SiC相。铬与硅间的亲和力比铁与硅的大，所以先生成CrSi2。但是CrSi2与FeSi2的结晶构造不同，相互间不能形成固溶体。含Si 44%～51%时，Cr与Si生成CrSi2，部分FeSi与Si生成FeSi2。当Si 51%～60%时，合金由Cr-Si2、FeSi2、SiC与Si组成。从上述结果可以看出含硅高的铬硅铁合金是由铬和铁的硅化物、SiC及Si组成，即碳是以SiC相存在。工业生产的硅铬铁合金的结构分析与此基本吻合。碳以不溶解于液相硅铬铁的SiC相存在。[1]