Швидка відповідь
Нітрид феросиліцію (також пишеться як нітрид феросиліцію або FeSiN) працює як добавка до сплаву, що містить азот: коли ви додаєте його до розплавленої сталі, його фази нітриду кремнію реагують із розплавом і постачають азот і кремній у сталь.Азот, який ви збираєте та зберігаєте, залежить від хімічного складу сталі, стадії додавання, змішування та подальшої обробки, тому він ніколи не збігається з азотом, надрукованим на аркуші специфікацій. У відповідних мікролегованих сталях, наприклад ванадієвих сталях, розчинений азот може сприяти утворенню карбонітридів ванадію під час гарячої обробки. Не кожна сталь потребує додаткового азоту чи додаткового кремнію, тому перед покупкою перевірте відповідність марки сталі.
З чого складається нітрид феросиліцію?
FeSiN не є однією хімічною формулою. Він виготовляється шляхом азотування феросиліцію, а продукт являє собою суміш фаз: головним чином нітрид кремнію (Si3N4), разом із залізо-кремнієвими фазами та деякою кількістю залишкового вільного кремнію. Через це читайте три речі окремо в будь-якій специфікації:
- Загальний азот, цифра, на яку в першу чергу дивляться більшість покупців.
- Кремній, які ви повинні врахувати в кремнієвому бюджеті вашої сталі.
- Фазовий склад, що означає, скільки азоту міститься в нітриді кремнію, а не деінде.
Кисень, вуглець, алюміній і кальцій також мають значення. Кисень, наприклад, знижує ефективний вміст нітридів, про що ми пояснюємо в нашій примітцідомішки в нітриді ферросіліцію. Точні значення залежать від класу та партії, тому візьміть їх із сертифіката автентичності партії, яку ви отримаєте. Ви можете переглянути доступні хімічні склади та розміри N-Si на нашому сайтіспецифікація нітриду феросиліціюсторінки.
Сорти дрібного порошку також використовуються у вогнетривких матеріалах, таких як глина для випускних отворів. Ця сторінка стосується лише виробництва сталі та нашогозастосування нітриду феросиліціюОгляд охоплює обидва способи використання.
Як азот потрапляє в розплавлену сталь?
Контакт і реакція з розплавом сталі
FeSiN не просто плавиться, як шматок феросплаву. Його фази нітриду кремнію повинні досягти сталі, потім прореагувати або розчинитися, щоб азот і кремній перейшли в розчин. У спрощеному вигляді нітрид кремнію подає в розплав розчинений азот і розчинений кремній. Це спрощена картина, і реальна швидкість залежить від часу контакту, того, наскільки добре добавка змішана у ванні, і шару шлаку, який вона має подолати.
Грудка, яка залишається в шлаку, а не досягає сталі, дає вам мало азоту, тому стадія додавання та змішування мають таке ж значення, як і сам матеріал.
Поглинання та утримання азоту
Зберігайте три значення азоту окремо: азот, який ви заряджаєте під час додавання, азот, який поглинає сталь, і азот, який все ще залишається в сталі наприкінці обробки. Простими словами:
Доданий азот=швидкість додавання × частка азоту в сплаві × відновлення
Відновлення є невідомим у цьому рівнянні, і воно змінюється разом із вашим процесом. Розчинність азоту в сталі залежить від складу, температури та парціального тиску азоту. Елементи з сильною нітридною спорідненістю, такі як алюміній і титан, можуть зв'язувати азот у вигляді нітридів. Вакуумна обробка або сильне перемішування при низькому парціальному тиску азоту може знову видалити частину цього.
Ставтеся до будь-якої фіксованої цифри відновлення з брошури з обережністю. Візьміть пробу сталі до і після додавання за допомогою власних плавок і розрахуйте власне відновлення.
Що відбувається з силіконом?
Кремній у FeSiN переходить у сталь разом із азотом, тому ви повинні вкласти його у свій кремнієвий бюджет. Кремній, розчинений у розплаві, може брати участь у розкисленні, як це пояснюється в нашій статтіФеросиліцій як розкислювач при виплавці сталі. Наскільки це допоможе, залежить від рівня кисню у вашому розплаві, складу сталі та маршруту роботи.
Тримайте дві ролі окремо. Основною причиною вибору FeSiN є легування азотом. Розкислення його кремнієм є побічним ефектом, який ви можете чи не бажаєте. Не розглядайте FeSiN як розкислювач загального призначення і не припускайте, що він замінює інші матеріали для розкислення. Якщо для вашого сорту є сувора верхня межа вмісту кремнію, кремній, що входить до складу азоту, може бути фактором, який вирішить, чи можна його використовувати.
Як азот може сприяти зміцненню сталі?
Азот і мікролегуючі елементи
Сам по собі азот безумовно не зміцнює сталь. Його внесок походить від поєднання з мікролегуючими елементами. У ванадієвих сталях розчинений азот може поєднуватися з ванадієм і вуглецем, утворюючи карбонітриди ванадію V(C,N). Ці дрібні осади можуть підвищити міцність і допомогти зменшити розмір зерна, тому азот іноді навмисно додають до мікролегованих марок ванадію.
Це також означає, що азот і ванадій виконують різну роботу. FeSiN є джерелом азоту і кремнію, при цьомуферованадійє джерелом ванадію. Одне не просто замінює інше. Якщо ви все ще обираєте джерело ванадію, наш посібник далівибір правильної марки ферованадію для трубопровідної сталііПосібник з вибору марок FeV60 проти FeV80може допомогти вам порівняти оцінки.
Осадження залежить від умов обробки
Чи утворюється V(C,N) і наскільки він тонкий, залежить від доступного азоту, вмісту ванадію та вуглецю, а також від термічної та кочувальної історії. Сталь, яка має потрібний вміст азоту після лиття, все ще може втратити цільові властивості, якщо гарячі робочі умови не підходять для опадів. Опубліковані дослідження ванадієво-азотних систем підтримують зміцнення осаду та подрібнення зерна, але лише за певних складів та обробки, тому не поширюйте ці результати на кожен сорт.
Азот також може працювати проти вас. Вільний азот може викликати деформаційне старіння та крихкість деяких сталей. Ви виграєте від азоту лише там, де ваш сорт призначений для його використання.
Від чого залежить фактичний результат легування?
Результат, який ви бачите в готовій сталі, є сукупним ефектом наведених нижче факторів. Ми не надаємо одну температуру, час, розмір або швидкість додавання для всіх млинів, оскільки вони залежать від вашої власної печі, практики ковша та марки сталі.
Фактори, які контролюють результати легування FeSiN
| Фактор |
Що воно вирішує
|
Що перевірити
|
| Початковий і цільовий азот | Чи потрібно додавати азот і скільки | Азот перед додаванням і вікно азоту сорту |
| Склад сталі | Поведінка азоту та бюджет кремнію | Обмеження Si та рівні Al і Ti, які можуть зв’язувати азот |
| Стадія приєднання та стан розплаву | Відповідає вашому фактичному маршруту | Піч або ковш і стан сталі в цій точці |
| Час контакту, змішування та витримки | Реакція і однорідний склад | Перемішування та час перед відбором |
| Хімічний склад сплаву, розмір і форма | Спосіб годування та повторюваність партій | N, Si, кисень на COA, розмір кусків або гранул |
| Пізніше рафінування та гаряча обробка | Кінцевий азот і властивості | Етапи дегазації, умови прокатки та охолодження |
Останній ряд – той, про який найчастіше забувають. Остаточний вміст азоту та властивості не можна судити лише з моменту додавання.
Коли нітрид феросиліцію підходить, а коли ні?
Почніть з марки сталі, а не з продукту. Задайте два запитання:
- Чи допускає чи потребує ваш сорт додавання азоту?
- Чи може ваш сорт прийняти кремній, який постачається з ним?
Якщо обидві відповіді ствердні, FeSiN може бути відповідним джерелом азоту для вашого процесу. Контрольоване додавання азоту, наприклад, у мікролегованих марках ванадію або в деяких практиках виробництва електротехнічної сталі з орієнтованим зерном, де потрібні як азот, так і кремній, є тим випадком, коли це розглядається.
Будьте обережні, якщо ваша сталь потребує низького вмісту азоту, де кремній суворо обмежений або де подальша вакуумна обробка видалить доданий вами азот. Не вибирайте FeSiN лише із загального списку застосувань. Перевірте його відповідно до власних вимог до оцінки та даних процесу.
Що ви повинні перевірити перед виробничим випробуванням?
Проведіть випробування на невеликій кількості нагрівань і запишіть результати, а не покладайтеся на цифру відновлення з чиєїсь установки. Перш ніж почати, підтвердьте:
- вашу марку сталі та її азотні та кремнієві мішені
- значення N, Si та домішок сплаву, а також сертифікат автентичності для партії, яку ви використовуватимете
- ваш метод додавання, форму та розмір частинок, які йому підходять
- план відбору проб: азот і кремній до додавання і після нього
- випробування властивостей, які ви будете використовувати для оцінки готової сталі
Після випробування порівняйте розрахований і виміряний азот, а потім перевірте кінцеві властивості, а не тільки результат ковша. Розміри кусків і гранул, а також варіанти хімічного складу N-Si дивспецифікація нітриду феросиліціюі перевірте партію на відповідність сертифікату автентичності.
Поширені запитання про нітрид феросиліцію у виробництві сталі
З: нітрид феросиліцію те саме, що феросиліцій?
A: Ні. Звичайний феросиліцій в основному використовується як джерело кремнію та розкислювач. Нітрид феросиліцію виготовляється шляхом азотування феросиліцію, тому він також містить азот у фазах нітриду кремнію, і ви вибираєте його, коли вам потрібно контрольоване додавання азоту.
Питання: Чи завжди вищий вміст азоту дає кращі результати?
A: Ні. Правильний рівень азоту залежить від вашої марки сталі, а сплав з більш високим вмістом азоту також змінює кремній, який ви додаєте. Оцінюйте сплав за загальним вмістом N і Si, які він постачає проти вашої цілі, а також за вмістом кисню та інших домішок на COA, а не лише за азотом.
Питання: чи може нітрид феросиліцію замінити добавки сплаву ванадію?
A: Не безпосередньо. Нітрид феросиліцію постачає азот і кремній, тоді як ферованадій постачає ванадій, тому вони виконують різні роботи. У ванадієвих мікролегованих сталях азот може взаємодіяти з ванадієм з утворенням карбонітридів, але будь-яку зміну у вашій практиці використання ванадію слід перевіряти на ваших власних нагріваннях.
З: Чому відновлення азоту змінюється між нагріваннями?
A: Відновлення змінюється залежно від складу сталі, температури, стадії додавання, змішування, стану шлаку, розміру та хімічного складу сплаву та будь-якої подальшої дегазації. Стандартизуйте свій метод додавання та вибірку до і після, щоб побачити, який фактор змінюється.
Питання: для виробництва сталі мені вибрати порошок або кусковий нітрид феросиліцію?
Відповідь: для сталеплавильного виробництва кусковий або гранульований матеріал зазвичай є легшим вибором для подачі в піч або ковш, тоді як дрібний порошок в основному використовується у вогнетривких сумішах. Перевірте розмір відповідно до вашого власного способу годування перед замовленням.
Надішліть свою марку сталі та цільовий вміст азоту для перевірки специфікацій
Надішліть нам свою марку сталі, мішені для азоту та кремнію, метод додавання та бажаний розмір, і ми зможемо разом з вами переглянути специфікацію, перш ніж планувати випробування. Ви також можете надіслати нам електронний лист безпосередньо за адресоюsale@zanewmetal.com.
