CN113737074A - 一种高氮系合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高氮合金技术领域，具体是指一种高氮系合金其成分按重量百分比组成：Si40％‑55％，N20％‑35％，Mn≤5.00％，C≤5.00％，S≤0.20％，P≤0.20％，余量为Fe、抗氧化剂和固氮剂。本发明的高氮系合金的制备方法，通过研究氮在钢水中对钒、铌、钛等元素的作用机理，充分的保证了硅的氮化效果，提高了合金中的含氮量；同时本发明的制备方法的原材料选用的是高纯金属硅、高纯金属锰、抗氧化剂和固氮剂，采用真空二次氮化工艺进行，成品氮含量稳定，生产费用低，工艺路线简单，可以大批量进行生产，可以在工业上大规模应用。该合金能够大幅度增强钒、铌、钛等微合金元素在钢中的强化作用，有效降低贵重合金的用量，降低炼钢生产成本。

Description

一种高氮系合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及高氮合金技术领域，具体是指一种高氮系合金及其制备方法。
背景技术
在高强钢筋生产时，普遍同时使用钒、铌、钛等微合金元素进行合金强化，然而前述的微合金元素价格昂贵，造成生产成本高，因此，研发一种基于氮元素在生产微合金钢中析出强化和细化晶粒组织作用，提高钢的强度和改善性能，又能大幅降低微合金元素用量，进一步降低生产成本的的高氮系合金及制备方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述技术的缺陷，提供一种高氮系合金及其制备方法。
一种高氮系合金，其成分按重量百分比组成：Si40％-55％，N20％-35％，Mn≤5.00％，C≤5.00％，S≤0.20％，P≤0.20％，余量为Fe、抗氧化剂和固氮剂。
进一步地，所述硅：锰：抗氧化剂：固氮剂为9：0.5：0.25：0.25。
一种高氮系合金的制备方法：
步骤一、采用硅：锰：抗氧化剂：固氮剂为9：0.5：0.25：0.25的配比，将硅、氮、锰、碳，硫、磷、铁、抗氧化剂和固氮剂进行均匀混合；
步骤二、将步骤一获得混合料进行研磨；
步骤三、将步骤二研磨后的材料进行真空二次氮化工艺进行热处理，所述热处理温度为1400℃；
步骤四、将经真空二次氮化工艺的材料再次进行烘烤，烘烤温度为800℃，自然冷却后，即可获得所需高氮系合金。
本发明优点：本发明的高氮系合金的制备方法，通过研究氮在钢水中对钒、铌、钛等元素的作用机理，充分的保证了硅的氮化效果，提高了合金中的含氮量；同时本发明的制备方法的原材料选用的是高纯金属硅、高纯金属锰、抗氧化剂和固氮剂，采用真空二次氮化工艺进行，成品氮含量稳定，生产费用低，工艺路线简单，可以大批量进行生产，可以在工业上大规模应用。该合金能够大幅度增强钒、铌、钛等微合金元素在钢中的强化作用，有效降低贵重合金的用量，降低炼钢生产成本。
具体实施方式
一种高氮系合金，其成分按重量百分比组成：Si40％-55％，N20％-35％，Mn≤5.00％，C≤5.00％，S≤0.20％，P≤0.20％，余量为Fe、抗氧化剂和固氮剂，所述硅：锰：抗氧化剂：固氮剂为9：0.5：0.25：0.25。
一种高氮系合金的制备方法：
步骤一、采用硅：锰：抗氧化剂：固氮剂为9：0.5：0.25：0.25的配比，将硅、氮、锰、碳，硫、磷、铁、抗氧化剂和固氮剂进行均匀混合；
步骤二、将步骤一获得混合料进行研磨；
步骤三、将步骤二研磨后的材料进行真空二次氮化工艺进行热处理，所述热处理温度为1400℃；
步骤四、将经真空二次氮化工艺的材料再次进行烘烤，烘烤温度为800℃，自然冷却后，即可获得所需高氮系合金。
总的概括为高纯金属硅、高纯金属锰、一定量的抗氧化剂和固氮剂按照9：0.5：0.25：0.25配比进行混合→磨料→真空二次氮化工艺(1400℃)→出炉800℃烘烤→破碎→包装、入库。
实施例1
一种高氮系合金的制备方法：
步骤一、采用硅：锰：抗氧化剂：固氮剂为9：0.5：0.25：0.25的配比，将硅48％、氮、锰3％、碳，硫、磷、铁、抗氧化剂1.5％和固氮剂1.5％进行均匀混合；
步骤二、将步骤一获得混合料进行研磨；
步骤三、将步骤二研磨后的材料进行真空二次氮化工艺进行热处理，所述热处理温度为1400℃；
步骤四、将经真空二次氮化工艺的材料再次进行烘烤，烘烤温度为800℃，自然冷却后，即可获得所需高氮系合金。
实施例2
一种高氮系合金的制备方法：
步骤一、采用硅：锰：抗氧化剂：固氮剂为9：0.5：0.25：0.25的配比，将硅40％、氮、锰2.2％、碳，硫、磷、铁、抗氧化剂1.1％和固氮剂1.1％进行均匀混合；
步骤二、将步骤一获得混合料进行研磨；
步骤三、将步骤二研磨后的材料进行真空二次氮化工艺进行热处理，所述热处理温度为1400℃；
步骤四、将经真空二次氮化工艺的材料再次进行烘烤，烘烤温度为800℃，自然冷却后，即可获得所需高氮系合金。
实施例3
一种高氮系合金的制备方法：
步骤一、采用硅：锰：抗氧化剂：固氮剂为9：0.5：0.25：0.25的配比，将硅55％、氮、锰3.06％、碳，硫、磷、铁、抗氧化剂1.53％和固氮剂1.53％进行均匀混合；
步骤二、将步骤一获得混合料进行研磨；
步骤三、将步骤二研磨后的材料进行真空二次氮化工艺进行热处理，所述热处理温度为1400℃；
步骤四、将经真空二次氮化工艺的材料再次进行烘烤，烘烤温度为800℃，自然冷却后，即可获得所需高氮系合金。
本发明采用高纯金属硅、高纯金属锰、抗氧化剂和固氮剂为原料，结利用钒、铌等元素氮化物析出强化机理进行合理配料，加入一定量的抗氧化剂和固氮剂，均匀混合而成，从而得到N含量稳定在25％-35％之间的高氮系合金。
本发明采用真空二次氮化工艺进行氮化生产，技术成熟，无质量风险。
本发明主要用于生产国内高强抗震钢筋，能有效的增强钢水中钒、铌、钛等贵重微合金的析出强化作用，有效降低15-25％钒、铌、钛等贵重微合金使用量，达到降低生产成本的目的。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高氮系合金，其特征在于，其成分按重量百分比组成：Si40％-55％，N20％-35％，Mn≤5.00％，C≤5.00％，S≤0.20％，P≤0.20％，余量为Fe、抗氧化剂和固氮剂。
2.根据权利要求1所述的一种高氮系合金，其特征在于：所述硅：锰：抗氧化剂：固氮剂为9：0.5：0.25：0.25。
3.根据权利要求1所述的一种高氮系合金的制备方法，其特征在于：
步骤一、采用硅：锰：抗氧化剂：固氮剂为9：0.5：0.25：0.25的配比，将硅、氮、锰、碳，硫、磷、铁、抗氧化剂和固氮剂进行均匀混合；
步骤二、将步骤一获得混合料进行研磨；
步骤三、将步骤二研磨后的材料进行真空二次氮化工艺进行热处理，所述热处理温度为1400℃；
步骤四、将经真空二次氮化工艺的材料再次进行烘烤，烘烤温度为800℃，自然冷却后，即可获得所需高氮系合金。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114774765A (zh) * 2022-04-20 2022-07-22 河北诺凡新材料科技有限公司 一种高氮硅钛合金及其生产方法
CN115354116A (zh) * 2022-06-27 2022-11-18 武汉鑫能科技有限公司 提高螺纹钢筋性能的炼钢用强化剂及其制备、使用方法

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