Què és el nitrur de manganès de silici
El nitrur de manganès de silici és un additiu d'aliatge nitrurat que transporta silici, manganès i nitrogen en un sol producte. Es produeix nitrurant una base de silici manganès en condicions controlades, de manera que el nitrogen s'uneix químicament en lloc de dissoldre's. Per a l'acer el benefici pràctic és senzill: una sola addició proporciona el manganès necessari per a la desoxidació i l'aliatge i el nitrogen necessari per a l'enfortiment, amb una alta recuperació d'ambdós elements a la fosa.
Les seves característiques són un alt contingut d'elements principals, un baix contingut d'impureses nocives com el fòsfor, una alta taxa d'utilització de nitrogen després de l'addició i, per tant, una baixa taxa d'addició per tona d'acer en comparació amb transportadors separats de manganès i nitrogen.
Avantatges en comparació amb addicions separades
Una addició en lloc de dues.S'introdueixen conjuntament manganès i nitrogen, la qual cosa escurça l'etapa d'aliatge i redueix el nombre de pèrdues de temperatura a la cullera.
Recuperació alta i previsible.Com que el nitrogen està unit en forma de nitrur, la taxa d'utilització després de l'addició a la fosa és alta, de manera que l'addició es pot calcular amb confiança.
Aportació baixa de fòsfor.El baix contingut d'impureses nocius significa que l'additiu no funciona en contra de l'especificació de fòsfor de la calor.
Baixa taxa d'addició.La composició concentrada significa menys material per tona, menys volum de cullerot ocupat i menys caiguda de temperatura.
Control constant del nitrogen.Les addicions de manganès nitrurat són una ruta pràctica cap a un rang de nitrogen controlat en acers on el nitrogen és un element d'aliatge especificat.
Què fa cada element a l'acer
| Element | Funció en la fosa i en l'acer acabat |
|---|---|
| Manganès | Actua com a desoxidant i com a element d'aliatge; es combina amb sofre per formar sulfur de manganès, que té un alt punt de fusió d'uns 1600 graus i, per tant, redueix l'efecte nociu del sofre sobre el treball en calent i la duresa. |
| Nitrogen | Enforteix l'acer per solució sòlida i millora la tempabilitat; on hi ha formadors de nitrurs també participa en les reaccions de precipitació. |
| Silici | Desoxida el bany i contribueix al contingut d'aliatge de la calor. |
En l'acer al carboni normal, el contingut de manganès sol ser d'entre 0,3% i 0,8%. Aquesta finestra existeix per una raó: si el contingut de manganès s'empeny massa alt, l'acer es torna dur i trencadís, i tant la seva resistència a la corrosió com la seva soldabilitat cauen. Per tant, les addicions de manganès s'han de calcular en funció de l'especificació en lloc d'augmentar-se simplement.
Nitrogen en solució i als límits del gra
El nitrogen es pot prendre en solució en ferro, on enforteix la matriu i augmenta la tempabilitat mitjançant una solució sòlida. S'utilitza per si sol d'aquesta manera, l'efecte és útil però limitat. La contribució més significativa apareix quan el nitrogen es combina amb elements formadors de nitrur-i precipita als límits del gra. Els precipitats fixen els límits, la qual cosa augmenta la resistència a alta-temperatura de la regió límit i augmenta la resistència a la fluència de l'acer a la temperatura de servei. És per això que les addicions de nitrogen-són interessants per als components que funcionen en calent, i per què la presència de forts formadors de nitrurs com el vanadi, el niobi o el titani canvia la manera de planificar l'addició de nitrogen.
Els elements d'aliatge que s'utilitzen habitualment juntament amb el manganès i el nitrogen inclouen crom, níquel, molibdè, tungstè, vanadi, titani, niobi, zirconi, cobalt, silici, alumini, coure, bor i terres rares. El fòsfor, el sofre i el nitrogen es tracten normalment com a elements residuals, però en algunes especificacions el nitrogen s'utilitza deliberadament com a element d'aliatge, que és exactament el cas en què l'addició de manganès nitrurat guanya el seu lloc.
On s'utilitza nitrur de manganès de silici
L'aplicació principal és com a additiu d'aliatge per a nitrogen i manganès en la producció d'acer.
Acers al carboni i de baix{0}}aliatge.Control de manganès amb una addició de nitrogen on l'especificació ho requereixi.
Acers aliats.Graus on el nitrogen s'utilitza per desenvolupar la força o per suportar reaccions de precipitació.
Acers inoxidables.Nitrogen-qualitats austenítiques on el nitrogen substitueix parcialment el níquel i contribueix a la força i la resistència a la picada.
Materials per a la indústria de l'automoció, la construcció naval i l'aviació.Components on es requereix una combinació controlada de resistència, tenacitat i comportament a la corrosió.
La investigació i la producció industrial d'aliatges mestres de manganès nitrurat té una importància pràctica per a la indústria de-processament profund que utilitza metalls de manganès, perquè converteix el manganès en una forma més eficient i valuosa per a la planta siderúrgica.
Pràctica Addicional i Control de Qualitat
Fase d'addició.L'additiu s'introdueix normalment durant l'aixeta o al cullerot, on es disposa d'energia de mescla i es pot mesurar la recuperació.
Mida de partícula.El grau escollit ha de coincidir amb el mètode d'addició, de manera que el material es dissolgui completament en lloc de flotar o enfonsar-se.
Verificació.El contingut de nitrogen, el contingut de manganès, el contingut de silici, el nivell de fòsfor i la humitat s'han de comprovar lot per lot amb el certificat d'anàlisi.
Manteniment de registres.Les xifres de recuperació de les escales successives són la millor guia per refinar la taxa d'addició per a un determinat grau d'acer.
Preguntes freqüents
P: Quins són els principals avantatges del nitrur de manganès de silici?
Alt contingut dels elements principals, baix contingut d'impureses nocives, una alta taxa d'utilització de nitrogen després de l'addició a la fosa i una baixa taxa d'addició per tona d'acer.
P: Com s'utilitza en la fabricació d'acer?
S'afegeix com a additiu d'aliatge per al nitrogen i el manganès, principalment en la producció d'acer, acer aliat, acer inoxidable i materials per a les indústries de l'automoció, la construcció naval i l'aviació.
P: Per què el contingut de manganès està limitat a l'acer al carboni?
L'acer al carboni normal conté normalment entre un 0,3% i un 0,8% de manganès; L'excés de manganès fa que l'acer sigui trencadís i dur i redueix la seva resistència a la corrosió i soldabilitat.
P: Com reforça el nitrogen l'acer?
El nitrogen s'enforteix a través de la solució sòlida i millora l'enduribilitat, i quan precipita als límits del gra com a nitrur augmenta la força del límit a alta-temperatura i la resistència a la fluència.
P: Quin és el paper del manganès en la desoxidació?
El manganès s'afegeix com a desoxidant i es combina amb sofre per formar sulfur de manganès amb un alt punt de fusió d'uns 1600 graus, que limita l'efecte nociu del sofre.
P: Quins xecs són més importants per al material entrant?
El contingut de nitrogen, manganès i silici, el nivell de fòsfor i el contingut d'humitat s'han de comprovar amb el certificat d'anàlisi del proveïdor per a cada lot.
