[科普中国]-含氮锰铁

简介

含氮锰铁的生产方法：

首先将商品硅锰（Si含量14%-25%）和低碳锰铁配制成含硅3%-26%的锰合金（在此含硅量范围内, 随着含硅量增加氮化温度上升, 且含氮量随之增加）。然后球磨粉碎。其粒度在100-300目为最好。因为, 太粗则渗氮慢, 太细（如400目以上）则破碎时表面容易形成氧化膜, 妨碍渗氮。把这些粉末加热并通入氮气进行渗氮。渗氮的温度最好低于氮化物分解的温度1。

实例一用商品硅锰与低碳锰铁配制成合金（表1）然后将其粉碎至150目以下, 以克为单位装进容积为20毫升的氧化铝制反应炉中, 氮气以每分钟50毫升的流量通入, 加热速度每小时递增400℃, 直至比氮化物分解温度低50时停止, 冷却后将生成物取出。

对上述得到的氮化物用射线绕射法进行了鉴定见表2。由表2可知:1-5#合金以Mn4N形态存在, 其量随顺序减少。6-8#合金见不到Mn4N的存在, 推断6-8#合金是以高氮化物形态存在的。在射线绕射法测定时d=2.43A,2.55A ,2.63A及2.77A处出现峰值, 且随合金中含硅量增加而加大。从7-8#合金可看出, 随着含硅量增加, 氮化温度上升, 渗氮量没有继续提高, 这不理想2。

实例二将6#合金（Mn64.29%，Fe14.64%，Si13.57%，C1.47%）球磨至100目,取其860公斤装入容积为600×600×1000毫米的内热式炉内, 通入流量为1000升/分钟的氮气, 加热温度为1100℃, 加热时间10小时, 然后继续通氮冷却。结果炉料增重145公斤, 其含氮量为14.10%。

总结如果低于700℃则渗氮的速度变慢, 且与合金中的含硅量无关如果高于1400℃ , 则会产生夹杂。所以应控制在700-1400℃, 最好在800-1300℃范围内。反应时间（5-10小时）内要充分保证供应氮气3。