سیلیکو منگنز (Silico Manganese) یکی از آلیاژهای مهم و پرکاربرد در صنعت فولاد و متالورژی هست.
سیلیکو منگنز (که به اختصار SiMn هم گفته می شود) در واقع یک فروآلیاژ (Ferroalloy) از آهن، منگنز و سیلیسیم هست. یعنی یک آلیاژ از آهن که حاوی مقادیر زیادی منگنز و سیلیسیم. که معمولاً ترکیبات آن به این صورت می باشد:
- منگنز (Mn): حدود 60 تا 70 درصد
- سیلیسیم (Si): حدود 14 تا 20 درصد
- آهن (Fe) و مقادیر کمی کربن، فسفر و گوگرد.
این آلیاژ از طریق احیای همزمان سنگ معدن منگنز، کوارتز (منبع سیلیسیم) و کک (منبع کربن) در کورههای قوس الکتریکی (Electric Arc Furnace) تولید میشود.
کاربرد سیلیکو منگنز در صنایع، به خصوص صنعت فولاد:
سیلیکو منگنز به دلیل ترکیب شیمیایی خاص خود (حضور همزمان منگنز و سیلیسیم) دو نقش بسیار حیاتی در تولید فولاد و سایر آلیاژهای فلزی ایفا میکند:
1. اکسیژنزدایی (Deoxidation)
- هم منگنز و هم سیلیسیم، تمایل زیادی به ترکیب با اکسیژن دارند.
- وقتی سیلیکو منگنز به فولاد مذاب اضافه میشود، اکسیژن موجود در مذاب (که یک ناخالصی مضر است) را به شکل اکسیدهای جامد و نامحلول (مثل اکسیدهای منگنز و سیلیسیم) از بین میبرد.
- این اکسیدها بعداً به سرباره فولاد منتقل می شوند و از مذاب خارج می شوند.
- اهمیت: اگر اکسیژن از فولاد خارج نشود، باعث تشکیل حبابهای گازی در هنگام انجماد و کاهش خواص مکانیکی (مثل استحکام و چقرمگی) فولاد می گردد. سیلیکو منگنز یک اکسیژنزدای بسیار قوی و مؤثر هست.
2. آلیاژسازی (Alloying Element)
منگنز
- باعث افزایش سختیپذیری فولاد می شود (یعنی توانایی فولاد برای سخت شدن در عمق پس از عملیات حرارتی).
- استحکام کششی و تسلیم فولاد را افزایش می دهد.
- مقاومت به سایش را بالا میبرد.
- مقدار کمی از منگنز به عنوان یک گوگردزدا (Desulphurizer) عمل میکند و با گوگرد (که یک ناخالصی مضر است) ترکیب شده و از فولاد خارج میکند.
سیلیسیم
- یک اکسیژنزدای قوی.
- مقاومت فولاد را در برابر خوردگی و اکسیداسیون در دماهای بالا افزایش می دهد.
- خواص مکانیکی فولاد را بهبود میبخشد.
- به طور خلاصه، سیلیکو منگنز به عنوان یک ماده افزودنی در فولادسازی به منظور:
- اکسیژنزدایی و تصفیه فولاد مذاب.
- افزایش سختیپذیری، استحکام و مقاومت به سایش فولاد.
- بهبود خواص مکانیکی و عملکرد کلی فولاد.
استفاده می شود. این آلیاژ در تولید انواع مختلف فولاد، از فولادهای ساختمانی و کم کربن گرفته تا فولادهای آلیاژی و مخصوص، کاربرد گستردهای دارد.
