ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАФИНИРОВАНИЯ И МОДИФИЦИРОВАНИЯ МЕДНЫХ СПЛАВОВ ДИСПЕРСНОЙ СМЕСЬЮ КАРБОНАТОВ Ca, Ba, Sr

The refining and modifying influence of calcium, barium, and strontium carbonates on the microstructure and mechanical properties of brass billets is investigated. The possibility of applying dispersed carbonates in refining and modifying mixtures is confirmed by thermodynamic calculations. It is shown that the introduction of these compounds in the brass composition improves the mechanical properties of casts. The composition of preparations is chosen experimentally using the optimization methods. A high efficiency of the carbonate-based refining mixture with a modifying effect is confirmed by industrial tests.Исследовано рафинирующее и модифицирующее влияние карбонатов кальция, бария и стронция на микроструктуру и механические свойства заготовок из латуни. Возможность применения дисперсных карбонатов в рафинирующих и модифицирующих смесях подтверждена термодинамическими расчетами. Показано, что введение в расплав латуни данных соединений улучшает механические свойства отливок. Экспериментальным путем подобран состав препаратов с использованием методов оптимизации. Высокая эффективность рафинирующей смеси с модифицирующим эффектом на базе карбонатов подтверждена промышленными испытаниями

Повышение свойств медных сплавов рафинирующе-модифицирующей обработкой расплава карбонатами щелочно-земельных металлов

The paper analyzes main tasks related to brass melt processing. It provides a comparison of traditional processing methods with the proposed method of alloy quality improvement. The equilibrium conditions for carbonate decomposition reactions are considered when processing the melt in an open and closed ladle. Conditions for the carbonate decomposition reaction are formulated. The study proves that the resulting gaseous product of carbonate decomposition can have a simultaneous flotation effect on the brass melt refining from dissolved gases and non-metallic inclusions. The paper analyzes thermodynamic conditions of slagging impurities by introducing alkali and alkaline earth metal carbonates through the interaction of their oxides with silicon and aluminum oxides in the melt. The study considers the possibility of enhancing the physical and mechanical properties of brass castings due to the modifying effect provided by the formation of calcium, strontium, barium and sodium oxides resulting from dissociation of their carbonates. The paper describes the technology used for brass melt processing with alkaline earth metal carbonates in a pouring ladle, methods for studying the obtained results from the point of view of microstructural analysis and mechanical test values. It is found that the use of carbonates in brass melt processing creates a more favorable microstructure, contributes to the lower average nominal grain size, increases its uniformity, and reduces the likelihood of enlarged α phase formation. Structural parameters of samples were extensively studied with various options of melt processing with carbonates. Mechanical properties of brass samples were studied before and after melt processing with various combinations of alkaline earth metal carbonates. Compositions of carbonate mixtures that have the most favorable integrated effect on the brass strength with a simultaneous increase in plasticity performance were determined. The optimum carbonate mixture composition was chosen experimentally. Processing efficiency was confirmed by industrial tests. The simplicity and other positive features of the proposed technology for refining and modifying brass melt processing with mixtures of alkaline-earth metal carbonates were observed.Проанализированы основные задачи, связанные с обработкой расплава латуни. Приведено сравнение традиционных методов обработки с предложенным способом повышения качества сплава. Рассмотрены условия равновесия реакций разложения карбонатов при обработке расплава в открытом и закрытом ковшах. Сформулированы условия протекания реакции разложения карбонатов. Показана возможность одновременного флотационного воздействия образующегося газообразного продукта разложения карбонатов на процесс рафинирования расплава латуни от растворенных газов и неметаллических включений. Проведен анализ термодинамических условий ошлаковывания примесей путем введения карбонатов щелочных и щелочно-земельных металлов (ЩЗМ) посредством взаимодействия их оксидов с оксидами кремния и алюминия в расплаве. Исследована возможность повышения физико-механических свойств отливок из латуни за счет модифицирующего эффекта, обусловленного образованием оксидов кальция, стронция, бария и натрия в результате диссоциации их карбонатов. Описаны примененная технология обработки расплава латуни карбонатами ЩЗМ в разливочном ковше, а также методы исследования полученных результатов с точки зрения микроструктурного анализа и показателей механических испытаний. Установлено, что использование карбонатов при обработке расплава латуни способствует уменьшению среднего условного размера зерна, повышению его однородности и снижению вероятности формирования укрупненной α-фазы. Проведены исследования параметров структуры образцов при различных вариантах обработки расплавов карбонатами. Оценены механические свойства образцов латуни до и после обработки расплава различными комбинациями карбонатов ЩЗМ. Определены составы карбонатных смесей, оказывающих наиболее благоприятное комплексное воздействие на прочность латуни с одновременным увеличением показателей пластичности. Экспериментальным путем подобран оптимальный состав карбонатной смеси. Эффективность обработки подтверждена промышленными испытаниями. Отмечены простота и другие положительные особенности предложенной технологии рафинирующе-модифицирующей обработки расплава латуни смесями карбонатов щелочно-земельных металлов