制(zhi)約含氮耐磨鋼應用的一個重要因素(su)

制約含氮耐(nai)(nai)磨(mo)鋼(gang)應(ying)用(yong)的(de)(de)一(yi)個重要因素(su)就是其(qi)冶(ye)(ye)(ye)煉(lian)(lian)問題(ti)。由于氮是氣(qi)體元素(su)，在耐(nai)(nai)磨(mo)鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)溶解度較低，目(mu)前高(gao)(gao)氮NM360耐(nai)(nai)磨(mo)鋼(gang)板的(de)(de)冶(ye)(ye)(ye)煉(lian)(lian)通常采(cai)用(yong)加(jia)壓(ya)電(dian)渣重熔(rong)和反壓(ya)鑄造等工藝(yi)來(lai)完成，其(qi)它還(huan)有采(cai)用(yong)熱(re)等靜壓(ya)熔(rong)煉(lian)(lian)、加(jia)壓(ya)感(gan)應(ying)熔(rong)煉(lian)(lian)及粉末冶(ye)(ye)(ye)金等方法(fa)，這些冶(ye)(ye)(ye)煉(lian)(lian)工藝(yi)均(jun)需(xu)要特殊的(de)(de)設備(bei)(bei)，成本較高(gao)(gao)。如何(he)采(cai)取經濟有效的(de)(de)方法(fa)來(lai)冶(ye)(ye)(ye)煉(lian)(lian)高(gao)(gao)氮耐(nai)(nai)磨(mo)鋼(gang)一(yi)直備(bei)(bei)受關注。中(zhong)國科(ke)學(xue)院金屬所新近提出(chu)(chu)了直接采(cai)用(yong)真空感(gan)應(ying)爐來(lai)冶(ye)(ye)(ye)煉(lian)(lian)中(zhong)高(gao)(gao)氮耐(nai)(nai)磨(mo)鋼(gang)的(de)(de)技(ji)術路線(xian)。用(yong)這種工藝(yi)，不(bu)加(jia)正(zheng)壓(ya)，可(ke)以冶(ye)(ye)(ye)煉(lian)(lian)出(chu)(chu)氮含量在0.5%左右的(de)(de)高(gao)(gao)氮鋼(gang)，而且可(ke)以有效地(di)控(kong)制鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)雜質元素(su)含量。目(mu)前正(zheng)在對真空感(gan)應(ying)爐冶(ye)(ye)(ye)煉(lian)(lian)高(gao)(gao)氮耐(nai)(nai)磨(mo)鋼(gang)過程中(zhong)各(ge)種影響因素(su)作進一(yi)步研究。

一(yi)．合金(jin)(jin)元素對氮(dan)(dan)含量的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。氮(dan)(dan)在鐵合金(jin)(jin)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)中的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)(jie)度(du)(du)(du)受(shou)其它(ta)合金(jin)(jin)成分(fen)影(ying)響(xiang)較大。不同(tong)合金(jin)(jin)對氮(dan)(dan)在鋼(gang)(gang)中的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)(jie)度(du)(du)(du)有不同(tong)的(de)(de)(de)作(zuo)用系數，Cr、Mn、Mo、V、Nb等元素增加(jia)氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)(jie)度(du)(du)(du)，而(er)Ni、Cu、Si、C等元素降(jiang)低氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)(jie)度(du)(du)(du)。用活度(du)(du)(du)系數可以(yi)有效地衡量各種元素對氮(dan)(dan)在NM360耐(nai)磨(mo)鋼(gang)(gang)板液(ye)中溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)(jie)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。根據目前的(de)(de)(de)實驗結果，耐(nai)磨(mo)鋼(gang)(gang)中加(jia)入的(de)(de)(de)鉻或錳能(neng)有效地提高氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)(jie)度(du)(du)(du)。

二．添加氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)種(zhong)類及方法(fa)的(de)(de)(de)影(ying)響。利用真(zhen)空(kong)感應爐冶(ye)煉高(gao)(gao)氮(dan)耐(nai)磨(mo)鋼(gang)(gang)，主要通過加入(ru)氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)進行(xing)氮(dan)的(de)(de)(de)合(he)金(jin)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。由(you)于真(zhen)空(kong)感應爐冶(ye)煉體系是一個低氣(qi)壓(ya)系統，氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)在耐(nai)磨(mo)鋼(gang)(gang)液(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)大量(liang)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)和溶解勢必(bi)造成(cheng)氮(dan)在鋼(gang)(gang)液(ye)表(biao)面的(de)(de)(de)溢出(chu)。如果過早地(di)加入(ru)氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)，溶解在鋼(gang)(gang)液(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氮(dan)會不(bu)斷地(di)參與(yu)耐(nai)磨(mo)鋼(gang)(gang)液(ye)表(biao)面的(de)(de)(de)溢出(chu)反(fan)應，使鋼(gang)(gang)液(ye)中(zhong)(zhong)溶解的(de)(de)(de)氮(dan)越來越少。另外，如果氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)超過鋼(gang)(gang)液(ye)溫(wen)(wen)度(du)，必(bi)然會延長熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)時(shi)間，較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)又(you)會促使氮(dan)從耐(nai)磨(mo)鋼(gang)(gang)液(ye)中(zhong)(zhong)溢出(chu)。當氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)較(jiao)(jiao)(jiao)低時(shi)(低于鋼(gang)(gang)液(ye)溫(wen)(wen)度(du))，氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)加入(ru)到(dao)鋼(gang)(gang)液(ye)中(zhong)(zhong)就會迅(xun)速熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，并被(bei)攪拌均勻；由(you)于時(shi)間較(jiao)(jiao)(jiao)短(duan)，耐(nai)磨(mo)鋼(gang)(gang)液(ye)中(zhong)(zhong)溶解的(de)(de)(de)大量(liang)過飽和氮(dan)在澆鑄成(cheng)鋼(gang)(gang)錠以(yi)前來不(bu)及大量(liang)溢出(chu)而被(bei)留(liu)在鋼(gang)(gang)液(ye)中(zhong)(zhong)，從而得到(dao)較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)氮(dan)含量(liang)。在氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)錳、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉻(ge)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅等幾種(zhong)氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)金(jin)中(zhong)(zhong)，只有氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)錳的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)較(jiao)(jiao)(jiao)低，約(yue)1200℃左右，而氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉻(ge)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)都在1600℃以(yi)上。所以(yi)在使用真(zhen)空(kong)感應爐冶(ye)煉高(gao)(gao)氮(dan)鋼(gang)(gang)時(shi)，以(yi)使用氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)錳為宜。

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