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;同時具有高溫熱穩(wěn)定性，抗熱震性、抗冷熱沖擊性，化學穩(wěn)定性和良好的電絕緣性及質硬性。氮化硅錳作為一種新型、有效、經濟的合金添加劑，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。
　　通過熱力學分析，得到了以下結論:硅錳在氮化制

2、備過程中的轉化溫度值為1478K(1205℃);硅鐵合金氮化反應的反應機理及Fe能夠促進氮化反應;原料中硅氮化生成氮化硅的反應機理。
　　影響產物氮含量的因素包括反應溫度、反應時間、原料的配比系數(shù)、反應物粒度、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，結果表明氮化反應在1200℃，恒溫3h，硅和錳之比達到3/8，氮氣流量為3L/min時，產物氮含量最高，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動力學。最終得到了各階段主要反應表觀活化能Ea(600～1250℃，72.39kJ·mol-1;1250～1275℃，3018.2kJ·mol-1)、頻率因子A、速率常數(shù)k的經驗公式以及反應動力學機理函數(shù)f(a）和動力學方程式。反應在600～