小编带你了解氮化硅锰在钢中起到的作用
发布：安阳市世鑫氮化制品有限责任公司 浏览：3288次 发布时间：2017-12-11 08:47:11
氮在钢中具有一系列的有益作用，被认为是有研究和开发价值的新材料之一。金属、非金属氮化物，广泛地应用于一些特种钢冶炼中。氮化硅锰作为一种新型氮添加剂，其氮含量高，在钢中可以起到增氮作用，使钢中的Nb沉淀强化和细化晶粒作用明显增强，促进和优化钒的析出，达到增氮降钒的效果。氮化硅锰合金在高氮合金钢生产中具有很好的利用前景。 本课题以硅铁合金和硅锰铁合金为原料，采用高温直接氮化法合成氮化硅锰合金。 热力学计算与分析表明，单质Si氮化生成Si3N4，T＜2295K前，ΔrGθ一直为负值。在T＜900K之前，锰氮化生成ΔGGθMn5N2＜ΔGθMn4N。当T＞90... 展开 氮在钢中具有一系列的有益作用，被认为是有研究和开发价值的新材料之一。金属、非金属氮化物，广泛地应用于一些特种钢冶炼中。氮化硅锰作为一种新型氮添加剂，其氮含量高，在钢中可以起到增氮作用，使钢中的Nb沉淀强化和细化晶粒作用明显增强，促进和优化钒的析出，达到增氮降钒的效果。氮化硅锰合金在高氮合金钢生产中具有很好的利用前景。 本课题以硅铁合金和硅锰铁合金为原料，采用高温直接氮化法合成氮化硅锰合金。 热力学计算与分析表明，单质Si氮化生成Si3N4，T＜2295K前，ΔrGθ一直为负值。在T＜900K之前，锰氮化生成ΔGGθMn5N2＜ΔGθMn4N。当T＞900K之后，ΔGθMn5N2＞ΔGθMn4N。Mn5N2发生分解的反应自由能在T＞600K后为负值，Mn4N相要比Mn5N2相更加稳定，氮化锰相中的主要合成物为Mn4N。Mn/Mn4N与Si氮化生成MnSiN2时，反应吉布斯自由能ΔrG＜0的临界转化温度随着氮气分压的增大越来越高，氮化反应更容易进行，在低氮气分压下可以氮化合成，增大氮气分压可以促进氮化反应。 本实验考察了原料配比、氮气流量、氮化温度、氮化时间、添加剂和催化剂等因素的影响。得出较佳氮化合成工艺:原料硅锰比为11∶4和6∶5，添加30％稀释剂和5％的NH4Cl催化剂，在1673K氮化保温4h、氮气流量控制在3.5L/min，得到氮化硅锰中氮含量分别为31.5％和28.9％。XRD衍射和SEM形貌能谱分析结果表明，较佳工艺合成的氮化硅锰相主要为:MnSiN2、Si3N4。 动力学研究表明，氮化合成过程中，1000-1420℃温度区间为整个氮化反应的主反应区，随着温度升高，放热反应越来越剧烈。终得到速率常数k的经验公式、反应动力学机理函数f(α)=1-α、各阶段的指数前因子A、活化能E(400-800℃，E=0.7898kJ.mol-1;1000-1200℃, E=8.4969 kJ·mol-1;1200-1420℃,E=12.5874 kJ·mol-1)和动力学方程。
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