Što je zapravo silicij mangan nitrid
Silicij mangan nitrid složena je ferolegura izrađena nitriranjem silicij-manganskog materijala. Koristi se u proizvodnji čelika kao jedan aditiv koji obavlja tri posla odjednom: deoksidira kupku, uvodi mangan kao legirajući element i isporučuje dušik za ojačavanje. Budući da su te funkcije kombinirane u jednom proizvodu, proizvođači čelika mogu povećati sadržaj dušika bez pokretanja zasebnog koraka nitriranja ili dodavanja nekoliko pojedinačnih ferolegura.
Sastav i tipična analiza
Dvije aktivne komponente su mangan i dušik. Mangan čini otprilike 40% do 50% mase, a dušik u normalno isporučenim stupnjevima pada u rasponu od oko 12% do 32%. Silicij je glavna komponenta ravnoteže i također djeluje kao deoksidans, dok je ugljik namjerno ograničen tako da aditiv može povećati dušik bez neželjenog povećanja ugljika.
| komponenta | Tipičan sadržaj | Funkcija u proizvodnji čelika |
|---|---|---|
| Mangan | 40–50% | Deoksidacija, kontrola sulfida, jačanje-krute otopine |
| Dušik | 12–32% ovisno o razredu | Legiranje dušikom, pročišćavanje zrna, taložno ojačavanje |
| Silicij | Glavna komponenta bilance | Deoksidacija i legiranje |
| Ugljik | Držao se nisko | Omogućuje dodavanje dušika bez značajnijeg skupljanja-ugljika |
| Željezo i sporedni elementi | Ravnoteža | Nosač legure |
Mangan: dezoksidacija i kontrola sumpora
Mangan je radni konj od njih dvoje. Ima jaku sposobnost deoksidacije, au kupelji se spaja sa željeznim oksidom u manganov oksid, koji se prenosi u trosku umjesto da ostaje u čeliku. Uklanjanje kisika na ovaj način smanjuje sadržaj kisika u gotovom metalu i poboljšava unutarnju kvalitetu.
Mangan se također bavi sumporom. Mangan i sumpor tvore manganov sulfid, spoj s visokim talištem, koji neutralizira velik dio štetnog učinka koji bi sumpor inače imao na rastezljivost i kvalitetu površine u vrućem stanju. Osim toga, mangan otopljen u matrici ojačava čelik i smanjuje njegovu lomljivost. Element se stoga smatra korisnim, a ne ostatkom, i namjerno je specificiran: normalni sadržaj mangana je oko 0,5% do 0,8% u visoko-kvalitetnom ugljičnom konstrukcijskom čeliku i doseže otprilike 0,7% do 1,2% u konstrukcijskim čelicima dizajniranim za više razine mangana.
Dušik: pročišćavanje zrna i jačanje taloženja
Dušik nošen silicij mangan nitridom ravnomjerno se dodaje rastaljenom čeliku, što je ključna prednost nitrirane legure u odnosu na ubrizgavanje plinovitog dušika ili dodavanje -otpada koji sadrži dušik. Jednom u otopini, dušik ostaje pokretljiv tijekom ponovnog zagrijavanja i valjanja.
Taloženje na granicama zrna.Tijekom valjanja, dušik reagira s elementima koji-tvore nitrid da bi se proizveli fini talozi karbonitrida koji učvršćuju granice zrna.
Pročišćavanje zrna.Učvršćivanje granica ograničava rast zrna, a finija zrnasta struktura istovremeno podiže snagu i žilavost.
Jačanje padalina.Iste fine čestice ometaju kretanje dislokacija, povećavajući granicu tečenja.
Čvrsto-ojačanje rješenja.Dušik zadržan u otopini doprinosi dodatnom izobličenju rešetke i daljnjoj čvrstoći.
Kombinirani učinak je jasno povećanje granice razvlačenja i vlačne čvrstoće, dok su plastičnost i žilavost zadržani. Ta je ravnoteža razlog zašto se aditivi koji-sadrže dušik koriste za čelike s-visokim sadržajem dušika, posebne legure čelika i vrste nehrđajućeg čelika gdje visoka čvrstoća ne smije doći na uštrb rastezljivosti.
Zašto jedan aditiv umjesto nekoliko
Odvojeno dodavanje mangana, silicija i dušika znači više operacija punjenja, veći gubitak temperature i manje predvidljiv oporavak svakog elementa. Složeni silicij mangan nitrid pojednostavljuje dodavanje: jedan materijal se važe i puni, mangan i dušik zajedno ulaze u kadu, a dužnost deoksidacije pokrivaju već prisutni silicij i mangan. Za -vrijedne tipove čelika gdje su prozori specifikacije dušika uski, jedno kontrolirano dodavanje također je lakše uskladiti s konačnom analizom.
Praksa zbrajanja i rukovanje
Dodatna točka.Materijal se obično dodaje u lonac ili tijekom točenja, gdje je čelik još uvijek dovoljno vruć da se otopi, a miješanje pomaže u ravnomjernoj raspodjeli dušika.
Dimenzioniranje.Veličina ocjene usklađena je s metodom dodavanja; sitnije veličine otapaju se brže, ali su sklonije gubitku, dok je grubljim veličinama potrebno dulje vrijeme kontakta.
Oporavak.Oporavak dušika ovisi o temperaturi kupke, razini kisika i vremenu zadržavanja nakon dodavanja, tako da se napunjena količina postavlja na temelju potrebnog sadržaja dušika i oporavka utvrđenog za tu praksu.
Skladištenje.Proizvod treba održavati suhim, jer apsorbirana vlaga dovodi vodik u čelik i potkopava korist čistog-čelika koju bi aditiv trebao pružiti.
Često postavljana pitanja
P: Zašto industrija čelika koristi silicij mangan nitrid?
Budući da jedan aditiv zajedno osigurava deoksidaciju, legiranje mangana i ojačavanje dušikom. Poboljšava tvrdoću, čvrstoću i otpornost na habanje dok pomaže u održavanju rastezljivosti i žilavosti.
P: Koliko mangana sadrži silicij mangan nitrid?
Mangan čini otprilike 40% do 50% mase. Deoksidira kupku, spaja se sa sumporom u manganov sulfid i ojačava čelik u čvrstoj otopini.
P: Koliki sadržaj dušika treba očekivati?
Dušik u komercijalno isporučenim stupnjevima općenito pada između oko 12% i 32%, ovisno o stupnju i korištenom postupku nitriranja. Potrebna brojka ovisi o ciljanom dušiku u gotovom čeliku.
P: Kako dušik poboljšava svojstva čelika?
Dušik se ravnomjerno dodaje u rastaljeni čelik i, tijekom valjanja, stvara fine taloge karbonitrida na granicama zrna. One pročišćavaju zrno, jačaju taloženjem i sprječavaju pad plastičnosti i žilavosti.
P: Kakvu ulogu ima kontrola sumpora?
Mangan se spaja sa sumporom kako bi se stvorio manganov sulfid visoke točke taljenja, koji uklanja većinu štetnih učinaka sumpora i poboljšava obradivost u vrućem stanju i kvalitetu površine.
P: Je li silicijev manganov nitrid prikladan za nehrđajuće čelike i čelike s visokim -dušikom?
Da. Koristi se za čelike s visokim -dušikom, posebne legirane čelike i dodatke od nehrđajućeg čelika, gdje se dušik mora uvoditi na kontrolirani način bez zasebne operacije nitriranja.
