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金屬硅成分主要是硅,因此和硅具有相類似的性質(zhì)。硅有無定形硅和晶形硅兩種同素異形體。無定形硅是灰黑色粉末,實際上也是一種微晶體。
晶形硅具有金剛石的晶體結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體性質(zhì) , 熔點 1410℃ , 沸點 2355℃ ,密度2.32~2.34克/厘米3,莫氏硬度 7,性脆 。金屬硅是由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品,主成分硅元素的含量在98%左右,其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。無定形硅化學(xué)性質(zhì)活潑,在氧氣中能劇烈燃燒。它在高溫下與鹵素、氮、碳等非金屬發(fā)生反應(yīng),也能與鎂、鈣、鐵等金屬作用,生成硅化物。
晶形硅比較不活潑,即使在高溫下也不與氧氣化合,它也不溶于任何一種無機(jī)酸和有機(jī)酸。
脫氧是冶煉時的環(huán)節(jié),氧氣太多生產(chǎn)出的產(chǎn)品就非常的“脆”,很容易碎裂,而硅鈣合金就可以在冶煉時非常好的進(jìn)行脫氧時產(chǎn)品的質(zhì)量有所提高,并且在使用硅鈣合金時液體并不會發(fā)生特別大的反應(yīng)保證了操作人員。
硫元素雖說是一種有害元素,但在冶煉中少量的硫元素可以使產(chǎn)品更加的堅韌,但硫元素過多就會產(chǎn)生有害物質(zhì)過多的后果,因此脫硫也是冶煉時必經(jīng)的一個過程,硅鈣合金中的鈣元素可以有效進(jìn)行脫硫降低成品的有害物質(zhì)含量,保證在使用產(chǎn)品。
合金元素硅在普通低合金鋼中可提高強(qiáng)度,改善局部腐蝕抗力,在調(diào)質(zhì)鋼中可提高淬透性和耐回火性,是多元合金結(jié)構(gòu)中的主要合金組元之一。
硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%-2.8%的SiMn或 SiMnB鋼廣泛用于高載荷彈簧材料,同時加入鎢、釩、鉬、鈮、鉻等強(qiáng)碳化物形成元素。
硅鋼片是硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%-4.5%的低碳鋼和超低碳鋼,用于電機(jī)和變壓器。在不銹鋼和耐蝕鋼中,與鉬、鎢、鉻、鋁、鈦、氮等配合,提高耐蝕性和抗高溫氧化性能。用不銹鋼和耐蝕鋼制作的雕像經(jīng)久如新。硅含量較高的石墨鋼用于冷模具材料。
鈣和硅與氧都有很強(qiáng)的親和力。特別是鈣,不光與氧有非常強(qiáng)的親和力,而且與硫、氮都有很強(qiáng)的親和力。所以
硅鈣合金是一種較理想的復(fù)合膠氧劑、脫硫劑。
硅合金不光脫氧能力強(qiáng),脫氧產(chǎn)物易于上浮,易于排出,而且還能改善鋼的性能,提高鋼的塑性、沖擊韌性和流動性。目前硅鈣合金可以代替鋁進(jìn)行終脫氧。
特殊鋼和特殊合金生產(chǎn)中。例如鋼軌鋼、低碳鋼、不銹鋼等鋼種和鎳基合金、鈦基合金等特殊合金,均可用硅鈣合金作脫氧劑。硅鈣合金也適合作轉(zhuǎn)爐練鋼車間用的增溫劑,硅鈣合金還可用作鑄鐵的孕育劑和球墨鑄鐵生產(chǎn)中的添加劑。