氮化硅錳合金制備工藝的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

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,硅和錳之比達到3/8,氮氣流量為3L/min時,產(chǎn)物氮含量最高,可以達到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~

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