增氮有些微合金化鋼中,能充分發(fā)揮微合金化元素的作用,節(jié)約微合金化元素的用量,有效降低生產(chǎn)成本。因此,氮化物是一種冶金生產(chǎn)中良好的添加劑。最近幾年,氮元素與合金元素相互作用所產(chǎn)生的特殊效果逐漸受到重視,從而開發(fā)出一系列高氮鐵合金品種:氮化釩、氮化錳、氮化鉻鐵、氮化硅鐵等。
然而這些氮化合金,普遍存在著一些問題:對于氮化釩而言,由于釩資源有限,造成其的生產(chǎn)成本居高不下;使用氮化鈮鐵要求提高軋鋼溫度,國內(nèi)很多軋鋼設(shè)備很難達(dá)到這個要求;氮化錳和氮化鉻鐵,合金中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于等于6%,應(yīng)用價值不大;氮化鈦鐵中鈦性質(zhì)很活潑,難以控制,在鋼水中收得率低。直到最后開發(fā)出了氮化硅錳(MnSiN)合金,氮化物才真正有效實現(xiàn)了冶煉添加劑的效果。
氮化硅錳合金(MnSiN)中的主要物質(zhì)是氮化錳(Mn5N2)和氮化硅(Si3N4)。錳在煉鋼中起著脫氧、脫硫和合金化等作用。錳能消除或減弱因硫引起的熱脆性,從而提高鋼的熱加工性能;還能細(xì)化珠光體晶粒并提高珠光體鋼的強(qiáng)度,同時也能提高鋼的淬透性。氮化硅具有高溫?zé)岱€(wěn)定性、抗熱震性、抗冷熱沖擊性、化學(xué)穩(wěn)定性和良好的電絕緣性及質(zhì)硬性。氮化硅錳合金兼容了氮化硅和氮化錳的特殊性能,并且硅、錳與氮同時結(jié)合后,其性能也更加優(yōu)越。
氮化硅錳合金目前有5種制備方法:真空燒結(jié)法、二次氮化法、微波合成法、高溫自蔓延合成法和常壓一步合成法。現(xiàn)有的制備工藝都存在著能夠進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)的空間,今后將會在簡化操作工藝,縮短反應(yīng)時間和降低生產(chǎn)成本等方面繼續(xù)探索改良。
氮化硅錳是一種新型的鋼添加劑,和常規(guī)氮化合金相比,具有優(yōu)異的性能和應(yīng)用優(yōu)點。氮化硅錳具有良好的耐急熱性、熱傳導(dǎo)性、化學(xué)穩(wěn)定性和較小的熱膨脹性,其較強(qiáng)的微合金化作用和增氮效果在取向硅鋼、HRB400以上級螺紋鋼鋼筋等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用,具有極大的市場需求。