氮化錳鐵

氮化錳鐵主要用作煉鋼生產中氮的添加劑，能提高鋼的強度等機械性能，細化晶粒，穩定奧氏體。

基本介紹

• 中文名：氮化錳鐵
• 晶系：細化晶粒
• 脆性：穩定奧氏體
• 套用：氮和錳的合金添加劑
• 功用：煉鋼生產中氮的添加劑
• 提取方法：液態氮化法、固態氮化法

組成結構

氮化錳鐵作為氮和錳的合金添加劑主要用於生產高強度鋼、合金鋼、不鏽鋼以及汽車、造船、航空工業材料。氮化錳鐵的技術條件，目前尚無國家標準，生產企業自行制定的標準中化學成分見表1。

表1 氮化錳鐵化學成分

牌號	化學成分/%
漢字	代號	Mn	N	C	Si	P	S
不小於	不大於
氮錳1	Nmn1	75	4	0.5	3.5	0.3	0.02
氮錳2	NMn2	73	4	1.0	3.5	0.3	0.02

主要特點

氮化錳鐵是生產特殊合金鋼、不鏽鋼、耐熱鋼必不可缺的合金劑， 通常都是以中、低碳錳鐵充氮而獲得的。氮化錳鐵主要用作煉鋼生產中氮的添加劑,能提高鋼的強度等機械性能,細化晶粒,穩定奧氏體。

氮化錳鐵主元素含量高、磷等危害性雜質含量低、加入熔體後氮的利用率高、加入量少。氮能提高鋼的強度和塑性，擴大奧氏體區，細化晶粒，改善其加工性能。氮化金屬錳能代替部分鎳從而降低成本。

製備方法

氮化錳鐵有兩種製取方法：(1)液態氮化法：它是在密閉的容器中向液態的中、低碳錳鐵中鼓入氮氣，使合金被氣態或固態含氮組分所飽和。所得的氮化錳鐵具有密度大、強度高、用於煉鋼時氮的利用率高等優點。但由於含氮較低，往往滿足不了煉鋼的要求。

(2)固態氮化法：它是在密閉的容器中加熱處於固態的中、低碳錳鐵粉末，並與氮氣充分接觸滲氮。固態粉末的中、低碳錳鐵與氮氣或氨氣分解出來的氮，互相作用會生成一系列含氮的化合物，且這些氮化物的穩定性隨溫度的升高而降低直至分解，故此法應控制合適的氮化溫度，一股情況下把60目以下的中、低碳錳鐵粉末在密閉容器內，在氮氣和650℃-1120℃的溫度下氮化4h-8h，可得含氮4-6%的氮化錳鐵。由乾其含氮量隨含錳量的增加而增加，隨碳化錳含量的減少而增加，故含Mn高的低碳錳鐵比含Mn低的中碳錳鐵的氮含量略高。所得的氮化鐵產品密度小，若將其熔化密度增加，但會使產品含氮量明顯降低。現該專業人才比較多集中在鋼鐵英才網。製取1t氮化錳鐵約需1t中、低碳錳鐵和1500kwh的電。

國內外情況

含氮錳鐵可用於冶煉多組元的合金鋼，其中氮能提高鋼的強度和塑性，擴大鋼的奧氏體區。因此，氮化錳鐵可以代替不鏽鋼中許多鋼號里的鎳，而鎳是一種稀缺的貴重元素。錳鐵氮化可分為液態氮化和固態氮化，其中固態滲氮即在真空電阻爐內使固態中低碳錳鐵粉末與氮接觸而被氮化。

在德國，有人建議將磨碎的錳鐵或錳放在迴轉窯中滲氮，其工藝過程與在923-1273K時迴轉窯生產石灰氮類似，操作僅採用很小的氮超壓。為了使錳鐵顆粒真正能夠“滲透氮”，重要的是爐料經常滾動。這樣一來就會產生如下效果：在各顆粒中都會形成氮化錳，顆粒不會燒結在一起，而在出爐時仍會保持原樣。我國的氮化錳鐵生產一般是在真空電阻爐內進行，所用原料為固態中低碳錳鐵或金屬錳，經過球磨、壓塊，在 1273-1373K 氮氣氛中使合金含氮量達4%-6%。

鑑定方法

氮化錳鐵中氮可用強鹼蒸餾分離-氨磺酸滴定法測定。該方法操作簡便，分析結果可靠。

氮化錳鐵中錳可有電位滴定法、硝酸銨氧化滴定法及高氯酸氧化滴定法測定。影響矽錳合金中錳含量測定的各因素的主次關係是:加熱溫度>冒煙時間>高氯酸的用量>磷酸的用量。