השפעת הוספת פרוסיליקון ניטריד על איכות הפלדה

פרוסיליקון ניטריד כנשא חנקן וסיליקון

פרוסיליקון ניטריד הוא סגסוגת ברזל שהשלב העיקרי שלה הוא סיליקון ניטריד (Si3N4), מלווה בברזל חופשי ובכמויות קטנות של רכיבים אחרים. הוא מסופק למפעלי פלדה וליצרני עקשן כחומר לבן או חום אוף-: אבקה לשימוש עקשן ומוצר גרגירי לייצור פלדה. מכיוון שהוא מספק חנקן וסיליקון בתוספת יחידה, הוא משמש ליציקת פלדה מיוחדת, בחימר מימי מים ובייצור ברזל מעודן-.

הוספת פרוסיליקון ניטריד לפלדה מותכת עושה שתי עבודות בבת אחת. החנקן שהוא נושא מתמוסס לתוך ההמסה ומשקע מאוחר יותר כחלקיקי ניטריד עדינים, בעוד שהסיליקון פועל כמסיר חמצון חזק, משתלב עם חמצן מומס ומפחית את עומס החמצן על ההמסה. סיליקון שנשאר בתמיסה תורם לחיזוק-תמיסה מוצקה.

השפעת חנקן על התמצקות ומאפיינים סופיים

חידוד דגנים:חנקן משתלב עם יוצרי ניטריד חזקים כדי לייצר חלקיקי ניטריד עדינים ומפוזרים המחברים את גבולות התבואה במהלך התמצקות וחימום מחדש.

כּוֹחַ:הפיזור העדין מעלה את התפוקה ואת חוזק המתיחה, וזו הסיבה שסגסוגת חנקן מיושמת על ציוני מוט מצולעים- חמים כמו HRB400 ועל פלדות מיוחדות.

התנגדות לזחילה:מכיוון שניטרידים משקעים בגבולות התבואה, הם גם מעלים-טמפרטורות גבוהות את חוזק הגבול- ומשפרים את ביצועי הזחילה.

התקשות פני השטח:ניטרד של משטח פלדה מגביר את הקשיות ואת עמידות הבלאי ומשפר את העמידות בפני קורוזיה, אם כי ההשפעה של חנקן שיורי בלבד על עמידות בפני קורוזיה בתפזורת היא צנועה.

סיכון להזדקנות:בפלדה עדינה, שאריות חנקן שאינן מבוקרות עלולות לגרום להזדקנות והתפרקות, לכן יש להתאים את תוספות החנקן לדרגה המיוצרת.

השפעת הסיליקון על איכות הפלדה

הסיליקון מתמוסס הן בפריט והן באוסטניט והוא אחד ממחזקי הפתרונות המוצקים היעילים ביותר- הזמינים ליצרן הפלדה. השפעתו המחזקת שנייה רק ​​לזרחן והיא חזקה יותר מזו של מנגן, ניקל, כרום, טונגסטן, מוליבדן או ונדיום ברמות תוספת שוות.

הסיליקון משנה גם תכונות פיזיקליות בדרכים החשובות לפלדות חשמליות: הוא מוריד את הצפיפות, מוליכות תרמית ומוליכות חשמלית, מקדם התגבשות גרגירי פריט, מפחית כוח כפייה ואובדן היסטרזה מגנטי, ומגביר את החדירות בשדות מגנטיים חלשים. הסחר- הוא הפחתה באינדוקציה מגנטית תחת שדות חזקים. מכיוון שסיליקון הוא מסיר חמצון חזק, הוא גם מפחית את השפעת ההזדקנות המגנטית הנגרמת על ידי חמצן מומס וחנקן.

פרמטרים טיפוסיים של מפרט

תכולת החנקן וחלוקת גודל החלקיקים הם שני הפרמטרים השולטים בצורה החזקה ביותר בהחלמה במצקת. תוספת גסה מתמוססת לאט יותר ומעניקה התאוששות נמוכה יותר אך צפויה יותר, בעוד שחומר עדין מתמוסס מהר יותר אך נוטה יותר לאובדן עם הסיגים ולחמצון על פני השטח הנמסים.

הערות יישומים ליצרני פלדה ויצרני עקשן

בייצור פלדה, פרוסיליקון ניטריד מתווסף בדרך כלל במהלך הקשה או במצקת, כך שלחנקן יש זמן להתמוסס לפני היציקה. קצב ההוספה נקבע על ידי רמת החנקן היעד לדרגה ולא על ידי מתכון קבוע, מכיוון שהחזרת חנקן תלויה בהרכב הפלדה, בטמפרטורה, בתרגול הסיגים ובנוכחות של יוצרים ניטרידים אחרים.

בחומרי עקשן, פרוסיליקון ניטריד משמש בחימר מימי מים ובחומרי יציקה-על בסיס מגנזיה, כאשר יציבות הטמפרטורה-הגבוהה שלו והתנהגות התגובה שלו עם המטריצה ​​שולטים בתכונות של רירית העבודה. מוצר גרגירי עדיף כאשר נדרש שחרור חנקן מבוקר.

תכולת האלמנטים בכל תוספת לייצור פלדה חייבת להיות בשליטה הדוק. גם תת-הוספה וגם-יתר של חנקן משנים את האיזון בין חוזק וקשיחות, לכן תרגול צמח צריך לקשור את מטען הברוזיליקון ניטריד ליעד חנקן מאומת ולניתוח מוצר שגרתי.

שאלות נפוצות

ש: למה משמש פרוסיליקון ניטריד?
הוא משמש כנושא חנקן וסיליקון בייצור פלדה וכחומר גלם בחומרי עקשן, כולל חימר מימי טפח וחומרי יציקה על בסיס-מגנזיה.

ש: מהי ההשפעה של חנקן בפרוסיליקון ניטריד על פלדה מותכת?
החנקן מתמוסס לתוך ההמסה ומשקע כניטרידים עדינים, זיקוק גרגירים והעלאת חוזק, חוזק גבול-בטמפרטורה-גבוהה ועמידות בפני שחיקה.

ש: האם פרוסיליקון ניטריד פועל כמסיר חמצון?
כֵּן. תכולת הסיליקון מגיבה עם חמצן מומס בפלדה המותכת ומסירה עודפי חמצן, מה שמפחית גם את ההזדקנות המגנטית הקשורה לחמצן בפלדות חשמליות.

ש: אילו פלדות מרוויחות הכי הרבה מפרוזיליקון ניטריד?
ברזל מעודן-בגרגרים כגון HRB400, פלדות חשמליות מוכוונות-סיליקון המשמשות בשל התכונות המגנטיות שלהן, ופלדות מיוחדות שבהן רמות חנקן מבוקרות משפרות את החוזק והקשיחות.

ש: אילו גדלים של פרוסיליקון ניטריד זמינים?
כיתות לייצור פלדה מסופקות בדרך כלל כגרגירים בגדלים כגון 0-3 מ"מ, 1-10 מ"מ ו-10-50 מ"מ, בעוד כיתות עקשן מסופקות כאבקה או גוש, כולל חומר 10-100 מ"מ לתפקידים מיוחדים.

ש: האם יותר מדי פרוסיליקון ניטריד יכול לפגוע באיכות הפלדה?
כֵּן. שאריות חנקן בלתי מבוקרות בפלדה קלה עלולות לגרום להזדקנות המתח וההתפרקות, ולכן יש להתאים את התוספת ליעד החנקן של הציון.

ש: מה ההבדל בין פרוסיליקון ניטריד בדרגת עקשן לדרגת ייצור פלדה?
דרגת עקשן מסופקת כאבקה לבנה-לבנה או חומה עבור חימר ומערכות יציקות, בעוד שדרגת ייצור פלדה היא מוצר גרגירי-לבן שמיועד לאיסוף מהיר ומבוקר של חנקן במצקת.