Vliv přidání nitridu ferosilicia na kvalitu oceli

Ferrosilicon Nitrid jako nosič dusíku a křemíku

Nitrid ferosilicia je feroslitina, jejíž hlavní fází je nitrid křemíku (Si3N4), doprovázený volným železem a malým množstvím dalších složek. Dodává se ocelárnám a výrobcům žáruvzdorných materiálů jako špinavě-bílý nebo hnědý materiál: prášek pro žárovzdorný provoz a granulovaný produkt pro výrobu oceli. Protože dodává dusík a křemík v jediném přídavku, používá se při odlévání speciální oceli, v bezvodém jílu z odpichových otvorů a při výrobě -rafinované výztuže.

Přidání nitridu ferosilicia do roztavené oceli provede dvě práce najednou. Dusík, který nese, se rozpouští v tavenině a později se vysráží jako jemné nitridové částice, zatímco křemík působí jako silný deoxidátor, který se spojuje s rozpuštěným kyslíkem a snižuje zatížení taveniny kyslíkem. Křemík, který zůstává v roztoku, pak přispívá k pevnému-zpevnění roztoku.

Vliv dusíku na tuhnutí a konečné vlastnosti

Zjemnění zrna:dusík se kombinuje se silnými nitridotvornými látkami a vytváří jemné, rozptýlené nitridové částice, které při tuhnutí a opětovném zahřívání spojují hranice zrn.

Pevnost:jemná disperze zvyšuje kluz a pevnost v tahu, a proto se legování dusíkem používá u za tepla-válcovaných žebrovaných tyčí jako je HRB400 a u speciálních ocelí.

Odolnost proti tečení:protože se nitridy srážejí na hranicích zrn, zvyšují také pevnost hranic zrn při vysoké{0}}teplotě{1}}a zlepšují výkon při tečení.

Povrchové kalení:nitridace ocelového povrchu zvyšuje tvrdost a odolnost proti opotřebení a zlepšuje odolnost proti korozi, ačkoli účinek samotného zbytkového dusíku na odolnost proti hromadné korozi je mírný.

Riziko stárnutí:v měkké oceli může zbytkový dusík, který není kontrolován, způsobit deformační stárnutí a křehnutí, takže přídavky dusíku musí být přizpůsobeny vyráběné jakosti.

Vliv křemíku na kvalitu oceli

Křemík se rozpouští ve feritu i austenitu a je jedním z nejúčinnějších zpevňovačů pevných-roztoků, které má výrobce oceli k dispozici. Jeho posilující účinek je na druhém místě po fosforu a je silnější než u manganu, niklu, chrómu, wolframu, molybdenu nebo vanadu při stejných úrovních přídavku.

Křemík také mění fyzikální vlastnosti způsobem, který je pro elektrotechnické oceli důležitý: snižuje hustotu, tepelnou vodivost a elektrickou vodivost, podporuje hrubnutí feritového zrna, snižuje koercitivní sílu a ztrátu magnetické hystereze a zvyšuje permeabilitu ve slabých magnetických polích. Kompromisem-je snížení magnetické indukce v silných polích. Vzhledem k tomu, že křemík je silný deoxidátor, snižuje také účinek magnetického stárnutí způsobený rozpuštěným kyslíkem a dusíkem.

Typické parametry specifikace

Obsah dusíku a distribuce velikosti částic jsou dva parametry, které nejsilněji řídí regeneraci v pánvi. Hrubý přídavek se rozpouští pomaleji a poskytuje nižší, ale předvídatelnější výtěžek, zatímco jemný materiál se rozpouští rychleji, ale je náchylnější ke ztrátám se struskou a k oxidaci na povrchu taveniny.

Aplikační poznámky pro oceláře a výrobce žáruvzdorných materiálů

Při výrobě oceli se nitrid ferosilicia běžně přidává během odpichu nebo v pánvi, takže dusík má čas se před litím rozpustit. Rychlost přidávání je stanovena cílovou hladinou dusíku pro jakost spíše než pevnou recepturou, protože regenerace dusíku závisí na složení oceli, teplotě, praxi strusky a přítomnosti dalších látek tvořících nitrid.

V žáruvzdorných materiálech se nitrid ferosilicia používá v bezvodém jílu z odpichových otvorů a v žárobetonových -hořčíkech, kde jeho vysoká-teplotní stabilita a reakční chování s matricí řídí vlastnosti pracovní vyzdívky. Granulovaný produkt je výhodný tam, kde je požadováno řízené uvolňování dusíku.

Obsah prvků v jakékoli přísadě pro výrobu oceli musí být přísně kontrolován. Jak nedostatečné{1}}přidání, tak nadměrné{2}}přidávání dusíku mění rovnováhu mezi pevností a houževnatostí, takže v praxi by měla být dávka nitridu ferosilicia vázána na ověřený cíl dusíku a na rutinní analýzu produktu.

Často kladené otázky

Otázka: K čemu se používá nitrid ferosilicia?
Používá se jako nosič dusíku a křemíku při výrobě oceli a jako surovina v žáruvzdorných materiálech, včetně bezvodého jílu z odpichových otvorů a žárobetonů-na bázi hořčíku.

Otázka: Jaký je účinek dusíku v nitridu ferosilicia na roztavenou ocel?
Dusík se rozpouští v tavenině a vysráží se jako jemné nitridy, zjemňují zrna a zvyšují pevnost, pevnost hranic zrn při vysoké -teplotě- a odolnost proti opotřebení.

Otázka: Funguje nitrid ferosilicia jako deoxidátor?
Ano. Obsah křemíku reaguje s rozpuštěným kyslíkem v roztavené oceli a odstraňuje přebytečný kyslík, což také snižuje magnetické stárnutí-související s kyslíkem v elektrooceli.

Otázka: Které oceli nejvíce těží z nitridu ferosilicia?
Zrnitá -rafinovaná armatura, jako je HRB400, křemíkové-orientované elektrooceli používané pro jejich magnetické vlastnosti a speciální oceli, kde kontrolované hladiny dusíku zlepšují pevnost a houževnatost.

Otázka: Jaké velikosti nitridu ferosilicia jsou k dispozici?
Ocelářské třídy se obvykle dodávají jako granule ve velikostech jako 0-3 mm, 1-10 mm a 10-50 mm, zatímco žáruvzdorné třídy se dodávají jako prášek nebo kusové, včetně materiálu 10-100 mm pro speciální účely.

Otázka: Může příliš mnoho nitridu ferosilicia poškodit kvalitu oceli?
Ano. Nekontrolovaný zbytkový dusík v měkké oceli může způsobit deformační stárnutí a křehnutí, takže přídavek musí odpovídat cíli dusíku dané jakosti.

Otázka: Jaký je rozdíl mezi žáruvzdorným a ocelářským nitridem ferosilicia?
Žáruvzdorná třída se dodává jako špinavě{0}}bílý nebo hnědý prášek pro jílové a odlévací systémy, zatímco třída pro výrobu oceli je šedobílý zrnitý produkt určený pro rychlé a kontrolované nasávání dusíku v pánvi.