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硅化锆百科

锆铁的性质及用途

2019-01-04 09:45:23

锆铁是由锆与铁及硅、铝等元素组成的铁合金。炼钢用的锆铁是锆硅铁,含Zr15%~45%,Si30%~65%。用铝热法生产的则因含铝故称锆铝铁,含Zr>15%。1789年德国克拉普罗特(M.H.Klaproth)发现了一种新的氧化物,取名叫“Zircomia’。1824年瑞典贝采利厄斯(J.J.Berzelius)用钾还原K2ZrF6的方法,首次制出锆。1923年美国钢厂首次进行了用锆硅铁做脱氧剂的试验,取得良好效果。之后开始用金属热法生产出锆硅铁和锆铝铁。中国南京特殊合金厂,于1987年试制出锆硅铁,含Zr20%~40%,Si45%~55%;用作炼钢脱氧剂。性质锆的原子量为91.22。外层电子结构为ztdz5s。。熔点1852℃。沸点4400℃。密度6.49g/cm3(20℃)。锆铁系相图见一FN。锆与铁生成稳定的化合物FeZr2(45.1%zr),熔点1650℃,Fe—Zr系内有两个共晶体。在16%Zr时共晶熔点为1330℃;在84%Zr时共晶熔点约为940℃。锆与硅生成多种硅化锆。有Zr:Si(Si13.65%),ZrSi3(Si15.55%),ZrSi(Si23.55%)和ZrSi2(si38.12%)等。商品锆硅铁的密度约3.5g/cm3,熔化温度范围为1260~1345℃。用途锆是稀有金属。它是碳化物形成元素。在炼钢过程中,锆是强有力的脱氧和脱氮元素。锆能细化钢的奥氏体晶粒。它和硫能化合成硫化锆,因此能防止钢的热脆性。锆还有降低钢的应变时效现象和提高钢的低温韧性等优点。 锆在铸铁中的作用类似钛。可形成碳化锆,与硫结合形成硫化物。在冷却时促进石墨的生成。少量的锆即有利于白口铸铁的石墨化,使白口铁灰口化。在生产韧性铸铁时缩短退火时间。锆资源含锆矿石有十几种。而在工业上可用的只有锆英石(zircon)和斜锆石(baddeleyite)两种。锆英石也叫锆石,是分布最广的锆矿物。主要产地为美国、巴西、印度、澳大利亚、中国和独联体等国。其主要组成为ZrO2•SiO2。理论成分为:ZrO267.01%和SiO233.99%。锆英石矿石中各种杂质含量为:Fe2O3)0.5%~5.0%和少量CaO、.MgO、TiO2等。斜锆石主要产地在巴西和斯里兰卡。中国储量不大。其主要成分是ZrO2。工业斜锆石含ZrO275%~85%,主要杂质为Fe2O3 2%~5%,SiO2 10%~20%及少量A1203和TiO2。矿物密度为5.7g/cm3莫氏硬度6.5。