氮化硅錳合金制備工藝的研究.pdf

1、氮化硅錳合金(MnSiN)是重要的鋼中添加劑。氮化硅錳的存在能提高鋼的熱加工性能，能提高珠光體鋼的強度，也能提高鋼的淬透性;同時具有高溫?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。氮化硅錳作為一種新型、有效、經(jīng)濟的合金添加劑，已為廣大的鋼鐵企業(yè)及用戶所接受。本文采用在常壓下氮化的方法:即以工業(yè)用硅錳和硅鐵為原料，在高溫下，通入氮氣的方法進行氮化硅錳的制備。
　　通過熱力學(xué)分析，得到了以下結(jié)論:硅錳在氮化制

2、備過程中的轉(zhuǎn)化溫度值為1478K(1205℃);硅鐵合金氮化反應(yīng)的反應(yīng)機理及Fe能夠促進氮化反應(yīng);原料中硅氮化生成氮化硅的反應(yīng)機理。
　　影響產(chǎn)物氮含量的因素包括反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、原料的配比系數(shù)、反應(yīng)物粒度、氮氣制度以及添加劑的種類等。本文對這些影響因素作了全面的實驗研究，結(jié)果表明氮化反應(yīng)在1200℃，恒溫3h，硅和錳之比達(dá)到3/8，氮氣流量為3L/min時，產(chǎn)物氮含量最高，可以達(dá)到26％。
　　五種添加劑（鐵粉、氯化鐵、

3、碳酸鈣、氯化銨和碳酸銨）對氮含量的提高影響不大，三組改進實驗（加入誘導(dǎo)劑，分階段加熱，原料僅使用硅錳）均沒有明顯地提高氮化硅錳的含氮量。
　　通過在氮氣下的熱重實驗，研究氮化硅錳制備過程的反應(yīng)動力學(xué)。最終得到了各階段主要反應(yīng)表觀活化能Ea(600～1250℃，72.39kJ·mol-1;1250～1275℃，3018.2kJ·mol-1)、頻率因子A、速率常數(shù)k的經(jīng)驗公式以及反應(yīng)動力學(xué)機理函數(shù)f(a）和動力學(xué)方程式。反應(yīng)在600～