·1300· 工程科学学报，第37卷，第10期 △G9=-0.135T+153.62. (4) 6min时含碳更低的Cr2 Co及Fe-Cr液相出现. FeCr,0,C中有Fe,C和大量Fe,C2产生，其中Cr FeCr,04C反应3min时生成高碳产物Cr,C2,至6min 元素被还原为高碳的Cr,C,:FeCr,0,C中C的衍射 时才有FeC、Cr,C,及少量CrzCo生成.FeCr-0体系 峰强度仍较大，反应产物主要是Cr,0,、Fe,C和Cr,C3, 碳还原时还原剂溶于Fε基中且逐渐由低碳向高碳熔 但相比于Fe,0,Cr,03C,其衍射峰强度明显偏弱. 体转变，而C,0,被还原时先形成高碳铬化物而后向 图7为1450℃下6min时三种样品的还原产物X 低碳铬化物和金属Cr转变，产物Cr溶于FeC熔体中 射线衍射图谱.此时Cr,O,的衍射峰强度均比3min 形成Fe-Cr-C熔体 时有大幅减弱，且出现含C量更低的铬碳化物CaC6, 1800 Fe,0.-Cr.0.7C Gr02fe,G23CrC 同时产生高碳的Fe碳化物：Fe,0,Cr,0,-C中出现 4-C:5--FeCr:6-Cr Co 1200 Fe C:8-FeC FeCr的衍射峰，说明已有Fe-Cr合金相产生，此时 600 76 FeCr,0,C和FeCr,0,C的产物仍以碳化物为主. 05 FeCr,O,-C Fe-Cr-0体系被C还原时Cr氧化物的还原总是滞后 900 于Fe氧化物的还原，文献4-15]也有类似发现，并 450 且Gornerup和Lahiri认为只有当产物Fe中溶解有 Fe-Cr,0-C 6 1290 足够的C时金属铬才会生成并溶于FeC熔体中 860 Fe-Cr-0体系的还原过程遵循氧化物→铁碳化 430 物→铁和铬碳化物→FeC一C合金液相的过程，但是 10 20 30 40 50 60 70 80 90100 29) 在相同反应时间内，三种样品的反应进程又存在差异 可以认为Fe,0,Cr,0,C、FeCr,0,C和FeCr0,- 图71450℃下反应时间为6mi时三种样品的X射线衍射图谱 Fig.7 XRD patterns of reduction products of samples at 6 min (T= C中Fe的存在形式分别为Fe,O、Fe0和Fe.Fe- 1450℃) Cr,03C与Fe,0,Cr20,C的产物在3min时主要为 Fe,C和Cr,C,6min时为FeC、Fe,C2和CrsC6.Fe- 2.2.2反应过程微观分析 Cr,0,C产物的衍射峰偏弱，说明Fe一Cr,0,C还原 图8是1450℃时Fe203-Cr,0,-C在3min时的 速率偏慢，还原过程比Fe20,Cr0,-C更困难，金属 选区面扫描结果.此时样品表面大部分已是疏松、颗 Fe的反应活性弱于还原生成的Fe:Fe,O,-Cr,0,-C 粒状的区域，而选区右部仍有一片致密、成块的区域. 中Fe,O,还原速率较快，大量生成物促进Cr的还 从元素的分布可以看出：疏松区域主要含Fe以及少量 原a,反应3min时即有含碳低的Cr,C产生，反应 Cr和O,即主要是碳化物和少量的Fe和CrO,;致密区 FeK 50 am CrK 50μn 图81450℃、还原时间为3min时Fc203Cr203-C样品还原微观结构图 Fig.8 SEM images of the Fe203 -Cr20:-C sample reduced for 3 min at 1450 C工程科学学报，第 37 卷，第 10 期 ΔG = － 0. 135T + 153. 62． ( 4) FeCr2O4 --C 中有 Fe3C 和大量 Fe5C2 产生，其中 Cr 元素被还原为高碳的 Cr3C2 ; Fe--Cr2O3 --C 中 C 的衍射 峰强度仍较大，反应产物主要是 Cr2O3、Fe3C 和 Cr7C3， 但相比于 Fe2O3 --Cr2O3 --C，其衍射峰强度明显偏弱． 图 7 为 1450 ℃下 6 min 时三种样品的还原产物 X 射线衍射图谱． 此时 Cr2O3 的衍射峰强度均比 3 min 时有大幅减弱，且出现含 C 量更低的铬碳化物 Cr23C6， 同时产生高碳的 Fe 碳化物; Fe2O3 --Cr2O3 --C 中出现 Fe--Cr 的衍射峰，说明已有 Fe--Cr 合金相产生，此时 FeCr2O4 --C 和 Fe--Cr2O3 --C 的产物仍以碳化物为主． Fe--Cr--O 体系被 C 还原时 Cr 氧化物的还原总是滞后 于 Fe 氧化物的还原，文献［14--15］也有类似发现，并 且 Grnerup 和 Lahiri ［14］认为只有当产物 Fe 中溶解有 足够的 C 时金属铬才会生成并溶于 Fe--C 熔体中． 图 8 1450 ℃、还原时间为 3 min 时 Fe2O3 --Cr2O3 --C 样品还原微观结构图 Fig． 8 SEM images of the Fe2O3 --Cr2O3 --C sample reduced for 3 min at 1450 ℃ Fe--Cr--O 体系的还原过程遵循氧化物→铁碳化 物→铁和铬碳化物→Fe--Cr--C 合金液相的过程，但是 在相同反应时间内，三种样品的反应进程又存在差异． 可以认为 Fe2O3 --Cr2O3 --C、FeCr2O4 --C 和 Fe--Cr2O3 -- C 中 Fe 的 存 在 形 式 分 别 为 Fe2O3、FeO 和 Fe． Fe-- Cr2O3 --C 与 Fe2O3 --Cr2O3 --C 的产物在3 min 时主要为 Fe3C 和 Cr7 C3，6 min 时为 Fe3C、Fe5 C2 和 Cr23 C6 ． Fe-- Cr2O3 --C 产物的衍射峰偏弱，说明 Fe--Cr2O3 --C 还原 速率偏慢，还原过程比 Fe2O3 --Cr2O3 --C 更困难，金属 Fe 的反应活性弱于还原生成的 Fe; Fe2O3 --Cr2O3 --C 中 Fe2O3 还 原 速 率 较 快，大 量 生 成 物 促 进 Cr 的 还 原［16］，反应 3 min 时即有含碳低的 Cr7 C3 产生，反 应 6 min时 含 碳 更 低 的 Cr23 C6 及 Fe-- Cr 液 相 出 现． FeCr2O4 --C 反应 3 min 时生成高碳产物 Cr3C2，至 6 min 时才有 FeC、Cr7C3 及少量 Cr23C6生成． Fe--Cr--O 体系 碳还原时还原剂溶于 Fe 基中且逐渐由低碳向高碳熔 体转变，而 Cr2O3 被还原时先形成高碳铬化物而后向 低碳铬化物和金属 Cr 转变，产物 Cr 溶于 Fe--C 熔体中 形成 Fe--Cr--C 熔体． 图 7 1450 ℃下反应时间为 6 min 时三种样品的 X 射线衍射图谱 Fig． 7 XＲD patterns of reduction products of samples at 6 min ( T = 1450 ℃ ) 2. 2. 2 反应过程微观分析 图 8 是 1450 ℃ 时 Fe2O3 --Cr2O3 --C 在 3 min 时的 选区面扫描结果． 此时样品表面大部分已是疏松、颗 粒状的区域，而选区右部仍有一片致密、成块的区域． 从元素的分布可以看出: 疏松区域主要含 Fe 以及少量 Cr 和 O，即主要是碳化物和少量的 Fe 和 Cr2O3 ; 致密区 ·1300·