במטלורגיה משנית מודרנית, בקרת חנקן מדויקת כבר לא נחשבת רק לסיכון טומאה & mdash; זה הפך לאסטרטגיית מיקרו-סגסוגת חיונית. מכיוון שיצרני פלדה מחפשים דרכים חסכוניות לעמוד בתקנים מכניים מחמירים עבור מוטות חוזק גבוה (כגון HRB500 ו-HRB600), יריעות רכב ופלדות מבניות, תוספים מסורתיים נושאי חנקן מוחלפים יותר ויותר בסגסוגות ברזל סינתטיות בעלות ביצועים גבוהים.
בין אלה,ברזל סיליקון ניטריד (Fe-Si3N4)ביסס את עצמו כתוסף סגסוגת חיוני ומסיר חמצון מדריך טכני זה בוחן את המנגנונים הכימיים של פרו סיליקון ניטריד בפלדה נוזלית, את היתרונות המתכתיים שלו על פני נושאי חנקן קונבנציונליים ופרמטרי איכות קריטיים לרכש תעשייתי.
Ferro silicon nitride הוא סגסוגת ברזל מרוכבת המיוצרת באמצעות ניטרידציה ישירה בטמפרטורה גבוהה של אבקת פרוסיליקון (FeSi75) תחת אווירת חנקן בלחץ:
החומר המתקבל מורכב בעיקר מסיליקון ניטריד (β-Si3N4ו-α-Si3N4) שלבים הקשורים באופן הדוק בתוך מטריצת תמיסה מוצקה של ברזל (Fe). הנוכחות של ברזל מתכתי משפרת משמעותית את החומר ' צפיפות הצבר, יכולת ההרטבה וקינטיקה של פירוק בפלדה מותכת בהשוואה לאבקת סיליקון ניטריד טהורה, הנוטה לצוף עקב צפיפות נמוכה יותר.
כאשר ברזל סיליקון ניטריד מוכנס לתנור המצקת (LF) או במהלך הקשה, הוא מעורר שתי תגובות מתכות בו זמנית:
Si + 2[O] SiO2
הסיליקון מספק דה-אוקסידציה מקומית פעילה, מפחית חמצן מומס בהמסה ויוצר סיגים עם נקודת התכה נמוכה שצף החוצה במהירות.
[N] נכנס לסריג מותך
חנקן משתחרר ברמה האטומית, ומספק קצב התאוששות צפוי ויציב בין 75% ל-88% מבלי ליצור התזות גז מוגזמות.
הזרקת חנקן גזי גורמת לרוב לשיעורי ספיגה לא יציבים (בדרך כלל מתחת ל-20% עד 35%) ולחמצון התזה חמור. לעומת זאת, החנקן ב-Fe-Si3N4קשור כימית. כאשר הסגסוגת מתמוססת בפלדה מותכת ב-1,550°C עד 1,650°C, חנקן מתמוסס ישירות לתוך ההמסה מבלי להחדיר מימן או לחות לא רצויים.
חנקן מומס מגיב עם יסודות מיקרו-סגסוגת כגון ונדיום, אלומיניום, ניוביום וטיטניום במהלך הקירור והגלגול ליצירת משקעי קרבוניטריד עדינים:
בייצור של rebar סיסמי חוזק גבוה (למשל, HRB400E, HRB500E), חנקן משפר את יעילות המשקעים של ונדיום.על ידי הוספת 0.010% ל-0.015% [N] באמצעות פרו סיליקון ניטריד, מפעלי פלדה יכולים:
שחרור סימולטני של סיליקון מספק דה-אוקסידציה מקומית באתר ההוספה. דו תחמוצת הסיליקון שנוצר מתקבץ עם שטף קיים ליצירת סיגים בנקודת התכה נמוכה, שצף החוצה במהירות, ומפחית תכלילים מקרוסקופיים מזיקים שאינם מתכתיים.
בייצור פלדה חשמלית, נדרשות תוספות מבוקרות של חנקן ליצירת מנגן סולפידים מפוזרים דק (MnS) וניטרידים מאלומיניום (AlN), הפועלים כמעכבי צמיחת גרגרים קריטיים במהלך התגבשות משנית.
ברזל סיליקון ניטריד תעשייתי מסווג על סמך תכולת החנקן והצורה הפיזית שלו (גושים לטעינת תנור לעומת אבקה מיוצבת לייצור חוטי ליבה).
| אלמנט כימי | דרגת חנקן גבוהה (FeSi3N4-A) | כיתה סטנדרטית (FeSi3N4-B) | דרגת טוהר גבוהה בפחמן נמוך |
|---|---|---|---|
| חנקן (N) | ≥ 30.0% | ≥ 24.0% – 28.0% | ≥ 32.0% |
| סיליקון (Si) | 45.0% – 50.0% | 45.0% – 52.0% | 46.0% – 50.0% |
| ברזל (Fe) | 12.0% – 18.0% | 18.0% – 25.0% | ≤ 12.0% |
| פחמן (C) | ≤ 0.30% | ≤ 0.50% | ≤ 0.15% |
| זרחן (P) | ≤ 0.04% | ≤ 0.05% | ≤ 0.03% |
| גופרית (S) | ≤ 0.03% | ≤ 0.03% | ≤ 0.02% |
| גודל סטנדרטי | גושים: 10–50 ממ / 10–100 ממ | גושים: 10–50 ממ | אבקה: 100–325 mesh (חוט ליבה) |
בעת הערכת יצרן סיליקון ניטריד ברזל בחול, תעדוף את פרמטרי האיכות הבאים במהלך ביקורות טכניות:
מחפש לייעל את יעילות סגסוגת החנקן שלך או להוריד את הוצאות המיקרו-סגסוגת בדרגות פלדה בעלות חוזק גבוה? אנו מספקים כיתה מתכתיתגושי ברזל סיליקון ניטריד (10–50mm) ואבקות עדינות (-200 mesh)עם ריכוזי חנקן מובטחים עד 32%.
.png)
