Hvað er kísilmangannítríð í raun og veru
Kísilmangannítríð er samsett járnblendi sem er gert með því að nítríða kísil-manganefni. Það er notað í stálframleiðslu sem eitt aukefni sem framkvæmir þrjú störf í einu: það afoxar baðið, það kynnir mangan sem blöndunarefni og það skilar köfnunarefni til styrkingar. Vegna þess að þessar aðgerðir eru sameinaðar í einni vöru, geta stálframleiðendur aukið köfnunarefnisinnihald án þess að keyra sérstakt nítrunarþrep eða bæta við nokkrum einstökum járnblendi.
Samsetning og dæmigerð greining
Virku þættirnir tveir eru mangan og köfnunarefni. Mangan er um það bil 40% til 50% af massanum og köfnunarefni í þeim flokkum sem venjulega eru til staðar fellur á bilinu 12% til 32%. Kísill er aðaljafnvægisþátturinn og virkar einnig sem afoxunarefni, en kolefni er vísvitandi takmarkað þannig að aukefnið getur hækkað nitur án óæskilegrar aukningar á kolefni.
| Hluti | Dæmigert efni | Virka í stálframleiðslu |
|---|---|---|
| Mangan | 40–50% | Afoxun, súlfíðstýring, fast-lausnarstyrking |
| Nitur | 12–32% eftir einkunn | Köfnunarefnisblandun, kornhreinsun, úrkomustyrking |
| Kísill | Aðaljafnvægisþáttur | Afoxun og málmblöndun |
| Kolefni | Haldið lágt | Leyfir köfnunarefnisbæti án verulegrar upptöku kolefnis- |
| Járn og smáþættir | Jafnvægi | Flytjandi málmblöndunnar |
Mangan: Afoxun og brennisteinsstjórnun
Mangan er vinnuhestur þeirra tveggja. Það hefur sterka afoxunargetu og í baðinu sameinast það járnoxíði og myndar manganoxíð, sem skilar sér til gjallsins í stað þess að vera eftir í stálinu. Að fjarlægja súrefni á þennan hátt lækkar súrefnisinnihald fullunna málmsins og bætir innri gæði.
Mangan fæst einnig við brennisteinn. Mangan og brennisteinn mynda mangansúlfíð, efnasamband með hátt bræðslumark, sem gerir mikið af þeim skaðlegu áhrifum sem brennisteinn hefði annars á heitt sveigjanleika og yfirborðsgæði. Að auki styrkir mangan sem er leyst upp í fylkinu stálið og dregur úr stökkleika þess. Frumefnið er því talið gagnlegt frekar en leifar, og það er tilgreint vísvitandi: venjulegt manganinnihald er um 0,5% til 0,8% í hágæða kolefnisbyggingarstáli og nær um það bil 0,7% til 1,2% í byggingarstálflokkum sem eru hannaðir fyrir hærra manganmagn.
Nitur: Kornhreinsun og úrkomustyrking
Köfnunarefninu sem kísilmangannítríð flytur er bætt jafnt við bráðna stálið, sem er lykilkostur nítraðrar málmblöndu fram yfir innspýtingu á köfnunarefnisgasi eða því að bæta við köfnunarefnis-berandi rusl. Þegar það er komið í lausn er köfnunarefni hreyfanlegt við endurhitun og velting.
Úrkoma við kornmörk.Við veltingu hvarfast köfnunarefni við nítríð-myndandi frumefni og myndar fínt karbónitríðútfelling sem festir kornamörk.
Kornhreinsun.Að festa mörkin takmarkar kornavöxt og fínni kornabygging eykur bæði styrk og seigleika samtímis.
Styrking úrkomu.Sömu fínu agnirnar koma í veg fyrir hreyfingu til að losa sig og hækka afkastagetu.
Styrking á traustri-lausn.Köfnunarefni sem er haldið í lausninni stuðlar að aukinni grindarbjögun og frekari styrk.
Samanlögð áhrifin eru skýr aukning á uppskeruþol og togstyrk, en mýkt og seigja er viðhaldið. Þetta jafnvægi er ástæðan fyrir því að aukefni sem innihalda köfnunarefni- eru notuð í há-köfnunarefnisstál, sérstakt stálblendi og ryðfríu stáli þar sem hár styrkur má ekki kosta sveigjanleika.
Hvers vegna eitt aukefni í stað nokkurra
Að bæta við mangani, sílikoni og köfnunarefni í sitt hvoru lagi þýðir meiri hleðsluaðgerðir, meira hitatap og minna fyrirsjáanlega endurheimt hvers frumefnis. Blandað kísilmangannítríð einfaldar íblöndunina: eitt efni er vigtað og hlaðið, manganið og köfnunarefnið fara saman í baðið og afoxunarskyldan er þakin kísilinu og manganinu sem þegar er til staðar. Fyrir há-stáltegundir þar sem gluggar með köfnunarefnislýsingu eru þröngir, er einnig auðveldara að samræma eina stýrða viðbót við lokagreininguna.
Viðbótaræfing og meðhöndlun
Viðbótarpunktur.Efninu er venjulega bætt við sleifina eða við að slá, þar sem stálið er enn nógu heitt til að leysa það upp og hristingin hjálpar til við að dreifa köfnunarefninu jafnt.
Stærð.Stærð bekkjar er samsett við samlagningaraðferðina; fínni stærðir leysast upp hraðar en eru líklegri til að tapast, en grófari stærðir þurfa lengri snertingartíma.
Bati.Endurheimt köfnunarefnis fer eftir hitastigi baðsins, súrefnismagni og biðtíma eftir að það hefur verið bætt við, þannig að hlaðið magn er stillt út frá tilskildu köfnunarefnisinnihaldi og endurheimtinni sem ákvarðað er fyrir þá framkvæmd.
Geymsla.Varan ætti að vera þurr, því frásogaður raki færir vetni inn í stálið og grefur undan hreinu-stálávinningi sem aukefnið er ætlað að skila.
Algengar spurningar
Sp.: Af hverju notar stáliðnaðurinn kísilmangannítríð?
Vegna þess að eitt aukefni skilar afoxun, manganblöndu og köfnunarefnisstyrkingu saman. Það bætir hörku, styrk og slitþol á meðan það hjálpar til við að halda sveigjanleika og seigleika.
Sp.: Hversu mikið mangan inniheldur sílikon mangannítríð?
Mangan er um það bil 40% til 50% af massanum. Það afoxar baðið, sameinast brennisteini til að mynda mangansúlfíð og styrkir stálið í fastri lausn.
Sp.: Hvaða köfnunarefnisinnihald ætti að búast við?
Köfnunarefni í vörutegundum sem fást í atvinnuskyni fellur almennt á milli um 12% og 32%, allt eftir flokki og nítrunarferlinu sem notað er. Nauðsynleg tala fer eftir köfnunarefnismarkmiðinu í fullunnu stáli.
Sp.: Hvernig bætir köfnunarefni stál eiginleika?
Köfnunarefni er bætt jafnt við bráðið stál og myndar fínt karbónitríðútfelli við kornmörk við valsingu. Þetta betrumbæta kornið, styrkjast með úrkomu og koma í veg fyrir að mýkt og seigleiki falli.
Sp.: Hvaða hlutverki gegnir brennisteinsstjórnun?
Mangan sameinast brennisteini og myndar mangansúlfíð með háu bræðslumarki, sem fjarlægir mikið af skaðlegum áhrifum brennisteins og bætir heita vinnanleika og yfirborðsgæði.
Sp.: Er kísilmangannítríð hentugur fyrir ryðfríu stáli og há-köfnunarefnisstáli?
Já. Það er notað fyrir há-köfnunarefnisstál, sérstakt stálblendi og ryðfríu stáli, þar sem köfnunarefni verður að setja inn á stýrðan hátt án sérstakrar nítrunaraðgerðar.
