Производство азотированного марганца

Федеральное государственное бюджетное образование учреждение высшего образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Кафедра металлургии черных металлов

Реферат на тему

«Производство азотированного марганца»

По дисциплине «Теория и технология производства ферросплавов»

Выполнил:

 гр. Ст. МЧМ-15

Садиков М. М.

Проверил:

 д, т, н., проф    

Нохрина О.И.

Новокузнецк

2018

Содержание

Введение        3

Производство азотированного марганца        4

Список использованной литературы        11

Введение

Азотированный марганец (2—8 % N) широко используется при производстве сталей многих марок. В коррозионностойких сталях аустенитного класса (OX20H4Г10, OX18H5Г12AБ, OX18H5Г11БAФ и др.) азот используется как заменитель никеля, его содержание достигает 0,5—0,6 %. Особенно велика перспектива применения азотированных марганца и его сплавов при выплавке стали для магистральных нефте- и газопроводов. Добавка к низколегированной марганцевой стали ванадия в сочетании с азотом резко увеличивает хладостойкость листовой стали, что делает ее пригодной для работы конструкций в суровых климатических условиях.

По сравнению с цементацией азотирование имеет несколько веских преимуществ, которое сделало его основным способом улучшения показателей стали. Азотированный слой обладает высоким показателем твердости без дополнительной термообработки.

Азотированный марганец получают насыщением (продувкой) N2 расплава металлическим Мn в жидком состоянии (1 - 2 % N) или азотированием N2 порошка металлического марганца при 900 - 950 °С ввакууме (133,3 Па), обеспечивающим содержание 5-6 % N. Технология твердофазного азотирования Mn более эффективна и используется в качестве основном на Запорожском ферросплавном заводе (Украина). По технологии твердофазового азотирования получают также азотированный силикомарганец с использованием в качестве исходного силикомарганец CMн17. По способу твердофазового азотированияможно изготовлять азотированные ферросплавы систем Мn-Сr, Мn-Сr-Si, Fе-V, Fе-Сr, Fу-Nb и др.

Производство азотированного марганца

Азотированный марганец (2 - 8 % N) широко используется при производстве сталей многих марок. В коррозионностойких сталях аустенитного класса (ОХ20Н4Г10, ОХ18Н5Г12АБ, ОХ18Н5Г11БАФ и др.) азот используется как заменитель никеля, его содержание достигает 0,5-0,6 %. Особенно велика перспектива применения азотированных марганца и его сплавов при выплавке стали для магистральных нефте- и газопроводов. Добавка к низколегированной марганцевой стали ванадия в сочетании с азотом резко увеличивает хладостойкость листовой стали, что делает ее пригодной для работы конструкций в суровых климатических условиях[1].

Известны два метода получения азотированного марганца, отличающихся агрегатным состоянием подвергаемого азотированию марганца. Сущность первого состоит в насыщении твердого порошка марганца молекулярным азотом или другими азотсодержащими газами. Особенностью второго метода является азотирование марганца в жидком состоянии также азотсодержащими газами или твердыми веществами. На Запорожском заводе ферросплавов применяют твердофазный процесс, обеспечивающий получение марганца с содержанием азота до 8 %. В случае насыщения марганца в жидком состоянии содержание азота в нем не превышает 1-2 % и растворимость азота снижается с повышением температуры[1].

Экспериментальное исследование равновесия в системе Mn - N в области существования твердого раствора и о-нитрида марганца при 800-1000°С показало, что нитридная фаза появляется при достижении содержания азота в твердом растворе марганца, равном 7,35 %. В интервале температур существования насыщенного твердого раствора азота в г-Mn равновесной фазой является нитрид Mn5N2[1].

Поскольку содержание азота в промышленном сплаве составляет 6-8 %, продукт при температурах азотирования представлен твердым раствором азота в г-Mn. Однако вследствие кинетических условий по радиусу сферической частицы практически всегда образуется градиент концентрации азота, так что на поверхности гранулы создаются условия для образования нитрида Mn5N2. При охлаждении происходит выделение во всем объеме из твердого раствора е- или о-нитридной фазы в зависимости от концентрации азота[2].