真空炉法生产高氮氮化锰工艺及产品结构分析

 真空炉法生产高氮氮化锰工艺及产品结构分析

 氮化锰是高氮钢冶金领域应用的重要材料。利用大容量轨道式真空炉系统,经过预处理的电解金属锰在较高真空度的炉内升温,与高纯氮气进行锰、氮化学反应,生成氮化锰产品。通过工艺过程分析及产品结构分析,产品主要为Mn4N等化合物,根据产品含量检测,此工艺生产得到的氮化锰中氮含量高达8%~10%,可称为高氮氮化锰,其产品性能明显优于现有的氮化锰产品。

　锰、氮在合金钢和有色金属合金中有着广泛的用途。锰在炼钢中起着脱氧,脱硫及合金化作用。锰的存在能消除或减弱因硫引起的热脆性,改善钢的热加工性能。锰与铁形成固溶体,提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度。锰在钢中降低临界转变温度,细化珠光体晶粒并提高珠光体钢的强度。锰使钢形成和稳定奥氏体组织的能力仅次于镍,它也能强烈提高钢的淬透性。氮在钢中主要作用:固溶强化及时效沉淀强化;形成和稳定奥氏体组织,其作用10倍于镍;改善钢的组织,提高钢的硬度、强度、耐磨性和抗蚀性等。所以,镍是一种贵重金属,以氮代镍可节约昂贵的金属镍,从而大幅度降低钢的生成成本。基于氮、锰的上述作用,往往在冶炼某些合金时需同时加入。单独加入时,锰极易氧化;氮因比重极小,在钢中溶解度很小而不易加入;加氮化锰不仅易于加入,而且锰、氮的利用率高。近年来,锰和氮替代不锈钢中镍技术的应用,高氮钢被认为是今后发展高质量冶金技术的方向之一,而氮化锰正是此领域应用的重要材料,因此,氮化锰具有广泛的市场前景。