Ferrosilicon Nitride kot nosilec dušika in silicija
Ferosilicijev nitrid je feroslitina, katere glavna faza je silicijev nitrid (Si3N4), ki ga spremljajo prosto železo in majhne količine drugih komponent. Jeklarnam in proizvajalcem ognjevzdržnih materialov se dobavlja kot umaza-bel ali rjav material: prah za ognjevzdržne izdelke in zrnat izdelek za proizvodnjo jekla. Ker dovaja dušik in silicij v enem samem dodatku, se uporablja pri litju posebnega jekla, v brezvodni glini za napajalne luknje in pri proizvodnji-prečiščenih armatur.
Dodajanje ferosilicijevega nitrida staljenemu jeklu opravi dve nalogi hkrati. Dušik, ki ga nosi, se raztopi v talini in se pozneje obori kot fini delci nitrida, medtem ko silicij deluje kot močan dezoksidator, ki se združuje z raztopljenim kisikom in zmanjšuje obremenitev taline s kisikom. Silicij, ki ostane v raztopini, nato prispeva h-trditvi trdne raztopine.
Vpliv dušika na strjevanje in končne lastnosti
Rafiniranje zrn:dušik se združuje z močnimi oblikovalci nitrida, da proizvede fine, razpršene delce nitrida, ki med strjevanjem in ponovnim segrevanjem pritrdijo meje zrn.
Moč:fina disperzija poveča tečenje in natezno trdnost, zato se legiranje z dušikom uporablja za vroče valjane rebraste palice, kot je HRB400, in posebna jekla.
Odpornost proti lezenju:ker se nitridi izločajo na mejah zrn, povečajo tudi mejno trdnost-zrna-pri visokih temperaturah in izboljšajo učinkovitost lezenja.
Površinsko utrjevanje:nitriranje jeklene površine poveča trdoto in odpornost proti obrabi ter izboljša odpornost proti koroziji, čeprav je učinek samega preostalega dušika na odpornost proti koroziji skromen.
Tveganje staranja:v mehkem jeklu lahko preostali dušik, ki ni nadzorovan, povzroči deformacijsko staranje in krhkost, zato je treba dodatke dušika uskladiti s kakovostjo, ki se proizvaja.
Vpliv silicija na kakovost jekla
Silicij se topi tako v feritu kot v avstenitu in je eden najučinkovitejših trdnih{0}}ojačevalcev raztopin, ki so na voljo proizvajalcem jekla. Njegov učinek krepitve je takoj za fosforjem in je močnejši od učinka mangana, niklja, kroma, volframa, molibdena ali vanadija pri enakih dodatkih.
Silicij spreminja tudi fizikalne lastnosti na načine, ki so pomembni za elektrotehnična jekla: znižuje gostoto, toplotno prevodnost in električno prevodnost, spodbuja grobljenje feritnih zrn, zmanjšuje prisilno silo in izgubo magnetne histereze ter povečuje prepustnost v šibkih magnetnih poljih. Kompromis-je zmanjšanje magnetne indukcije pod močnimi polji. Ker je silicij močan deoksidant, zmanjšuje tudi magnetni učinek staranja, ki ga povzročata raztopljeni kisik in dušik.
Tipični parametri specifikacije
| Parameter | Tipičen komercialni obseg | Zakaj je pomembno |
|---|---|---|
| Vsebnost dušika | 15 % do 30 % | Nastavi vnos dušika na tono jekla in velikost dodatka |
| Vsebnost silicija | 45 % do 55 % | Nadzoruje moč deoksidacije in prispevek trdne-raztopine k krepitvi |
| Glavna faza | Si3N4 s prostim železom | Določa obnašanje pri raztapljanju v talini |
| Granulometrija, izdelava jekla | 0-3 mm, 1-10 mm, 10-50 mm | Vpliva na hitrost raztapljanja in predelave |
| Granulometrija, ognjevzdržna | Prah, vključno z 10-100 mm grudo za posebne naloge | Nadzoruje obnašanje pakiranja in sintranja v oblogi |
| Videz | Umazano-bel do rjav prah; uma{1}}bela zrna | Vizualni pregled stopnje in oksidacijskega stanja |
Vsebnost dušika in porazdelitev velikosti delcev sta parametra, ki najmočneje nadzorujeta predelavo v loncu. Grob dodatek se počasneje raztopi in daje nižji, a bolj predvidljiv izkoristek, medtem ko se fin material raztopi hitreje, vendar je bolj nagnjen k izgubi z žlindro in oksidaciji na površini taline.
Opombe o uporabi za jeklarje in proizvajalce ognjevzdržnih materialov
Pri izdelavi jekla se ferosilicij nitrid običajno doda med izlivanjem ali v loncu, tako da ima dušik čas, da se raztopi pred ulivanjem. Stopnja dodajanja je določena s ciljno ravnjo dušika za kakovost in ne s fiksnim receptom, ker je rekuperacija dušika odvisna od sestave jekla, temperature, žlindre in prisotnosti drugih tvorcev nitridov.
V ognjevzdržnih materialih se ferosilicijev nitrid uporablja v brezvodni glini za napajalne luknje in v litjih-na osnovi magnezija, kjer njegova visoka-temperaturna stabilnost in njegovo reakcijsko obnašanje z matriko nadzirata lastnosti delovne obloge. Zrnat izdelek je prednosten, kjer je potrebno nadzorovano sproščanje dušika.
Vsebnost elementov v katerem koli dodatku za proizvodnjo jekla je treba strogo nadzorovati. Tako premalo-dodajanje kot prekomerno-dodajanje dušika spremenita ravnovesje med trdnostjo in žilavostjo, zato bi morala praksa v rastlinjaku naboj ferosilicijevega nitrida povezati s preverjenim ciljem dušika in z rutinsko analizo izdelka.
Pogosto zastavljena vprašanja
V: Za kaj se uporablja ferosilicij nitrid?
Uporablja se kot nosilec dušika in silicija pri izdelavi jekla in kot surovina v ognjevzdržnih materialih, vključno z brezvodno glino za napajalne odprtine in litjem na osnovi-magnezita.
V: Kakšen je učinek dušika v ferosilicijevem nitridu na staljeno jeklo?
Dušik se raztopi v talini in izloči v obliki finih nitridov, ki rafinirajo zrna in povečajo trdnost, trdnost mej-zrn-visokih temperatur in odpornost proti obrabi.
V: Ali ferosilicijev nitrid deluje kot dezoksidant?
ja Vsebnost silicija reagira z raztopljenim kisikom v staljenem jeklu in odstrani presežek kisika, kar prav tako zmanjša s kisikom-povezano magnetno staranje v elektrotehničnih jeklih.
V: Katera jekla imajo največ koristi od ferosilicijevega nitrida?
Zrna{0}}prečiščena armaturna palica, kot je HRB400, silicijeva-orientirana električna jekla, ki se uporabljajo zaradi svojih magnetnih lastnosti, in posebna jekla, kjer nadzorovane ravni dušika izboljšajo trdnost in žilavost.
V: Katere velikosti ferosilicijevega nitrida so na voljo?
Tipi za proizvodnjo jekla so običajno dobavljeni kot granule v velikostih, kot so 0-3 mm, 1-10 mm in 10-50 mm, medtem ko so ognjevzdržni razredi dobavljeni v prahu ali kosih, vključno z materialom 10-100 mm za posebne naloge.
V: Ali lahko preveč ferosilicijevega nitrida škodi kakovosti jekla?
ja Nenadzorovan ostanek dušika v mehkem jeklu lahko povzroči deformacijsko staranje in krhkost, zato mora biti dodajanje usklajeno s ciljno vsebnostjo dušika za razred.
V: Kakšna je razlika med ognjevzdržnim razredom in ferosilicijevim nitridom za proizvodnjo jekla?
Ognjevzdržni razred je dobavljen kot umaza-bel ali rjav prah za sisteme iz gline in ulitka, medtem ko je razred za proizvodnjo jekla uma{1}}bel zrnat izdelek, zasnovan za hitro, nadzorovano zajemanje dušika v loncu.