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真空爐法生產高氮氮化錳工藝及產品結構分析
真空爐法生產高氮氮化錳工藝及產品結構分析
氮化錳是高氮鋼冶金領域應用的重要材料。利用大容量軌道式真空爐系統,經過預處理的電解金屬錳在較高真空度的爐內升溫,與高純氮氣進行錳、氮化學反應,生成氮化錳產品。通過工藝過程分析及產品結構分析,產品主要為Mn4N等化合物,根據產品含量檢測,此工藝生產得到的氮化錳中氮含量高達8%~10%,可稱為高氮氮化錳,其產品性能明顯優于現有的氮化錳產品。
錳、氮在合金鋼和有色金屬合金中有著廣泛的用途。錳在煉鋼中起著脫氧,脫硫及合金化作用。錳的存在能消除或減弱因硫引起的熱脆性,改善鋼的熱加工性能。錳與鐵形成固溶體,提高鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強度。錳在鋼中降低臨界轉變溫度,細化珠光體晶粒并提高珠光體鋼的強度。錳使鋼形成和穩定奧氏體組織的能力僅次于鎳,它也能強烈提高鋼的淬透性。氮在鋼中主要作用:固溶強化及時效沉淀強化;形成和穩定奧氏體組織,其作用10倍于鎳;改善鋼的組織,提高鋼的硬度、強度、耐磨性和抗蝕性等。所以,鎳是一種貴重金屬,以氮代鎳可節約昂貴的金屬鎳,從而大幅度降低鋼的生成成本。基于氮、錳的上述作用,往往在冶煉某些合金時需同時加入。單獨加入時,錳極易氧化;氮因比重極小,在鋼中溶解度很小而不易加入;加氮化錳不僅易于加入,而且錳、氮的利用率高。近年來,錳和氮替代不銹鋼中鎳技術的應用,高氮鋼被認為是今后發展高質量冶金技術的方向之一,而氮化錳正是此領域應用的重要材料,因此,氮化錳具有廣泛的市場前景。
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