氮化锰钒铁及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金技术领域，具体涉及氮化锰钒铁及其生产方法。
【背景技术】
[0002]在炼钢产生过程中要通过必要的强化手段来改善钢材的性能，传统使用的强化元素有铌、钒、钛、等金属化合物。
[0003]随着当前钢铁成本压力的不断增加，不同的强化手段也在不断的被使用.相关资料研宄表明，通过向钢中添加氮和钒的化合物，在钢中VN、VC或V(C，N)是钒在奥氏体中主要的析出形式，起到沉淀强化的作用，因为V、N的亲和力要大于V、C的亲和力，即在相同的条件下首先形成VN。
[0004]使用FeV微合金化的钢中，V主要是以固溶态存在于基体当中，很少会以V碳氮化物的形式析出而产生沉淀强化的作用。而当以VN微合金化的钢中，则会有大量的V以V碳氮化物的形式析出，不会有固溶到基体当中的V存在，因为其中大量N的存在，使V优先与N结合，形成VN化物，其中固溶形式V成为了析出态的VN化物，改变了其在相间的分布形式，有明显的沉淀强化效果。
[0005]目前在炼钢过程中由于氮含量不足，造成VN强化的效果不明显，这就需要向钢中增加足够的氮进行，单纯的进行吹氮气，由于溶解度的问题不能形成有效的氮化物。因此，要以氮化物的形式加入到钢中，提高钢中氮含量的比例，起到固溶强化的效果。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供氮化锰钒铁及其生产方法，该氮化锰钒铁是一种在炼钢过程中使用的强化合金，提高V沉淀强化能力，稳定氮的吸收率和稳定率。
[0007]本发明以上所称问题是由以下技术方案解决的:
氮化锰钒铁合金，由下述成分组成:钒35-50%，锰30-45%，氮10_18%，碳< 0.6%，硅(2.0%，磷< 0.3%，硫< 0.02%，余量为铁和不可避免的杂质。
[0008]基于上述的氮化锰钒铁合金的生产方法，包括以下步骤:根据上述成分比例计算出钒铁和氮化锰铁的用量，将所述钒铁、氮化锰铁破碎装入密封容器或炉窑中，抽真空达到-0.03?-0.04MPa，然后通入0.02?0.05MPa的氮气，升温加热到1200-1250 °C，保温4-6小时，在氮气氛围中进行冷却到20-50°C。
[0009]本发明所述钒铁为片剂钒铁。
[0010]本发明所述氮化锰铁中锰含量为75-85%。
[0011]本发明所述氮气的纯度在99.9%以上。
[0012]本发明所述保温时间为5小时。
[0013]本发明所述钒铁、氮化锰铁破碎粒度要求50-150目。
[0014]本发明所述钒铁、氮化锰铁破碎后，使用聚乙烯醇为粘结剂进行压球处理，物料和粘结剂的加入比例为100:1-10。
[0015]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明的产品通过将氮化锰铁和钒铁进行结合形成氮化锰钒铁，有效利用了氮化锰中氮含量较高和钒铁的微合金化，有效改善了氮化锰铁中的氮含量不足的问题，在氮化锰钒铁使用过程中能增加钢中氮含量，形成有效的氮化钒强化，吨钢能降低合金成本为12-15元/吨，对微合金化效果有明显的提升。
【具体实施方式】
[0016]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0017]实施例1
氮化锰钒铁合金，成分组成如下:钒35%，锰45%，氮10%，碳0.5%，硅1.5 %，磷0.1%，硫0.01%，余量为铁和不可避免的杂质。
[0018]将片剂钒铁300kg、氮化锰铁200kg破碎至100目，聚乙烯醇为粘结剂进行压球处理，物料和粘结剂的加入比例为100:1，装入炉窑中，氮化锰铁中锰含量为75%。抽真空达到-0.04MPa，然后通入0.04MPa的纯度为99.999%的氮气，升温加热到1200°C，保温5小时，在氮气氛围中冷却到40°C。
[0019]实施例2
氮化锰钒铁合金，成分组成如下:钒43%，锰35%，氮14%，碳0.4%，硅1.7%，磷0.15%，硫0.01%，余量为铁和不可避免的杂质。
[0020]将片剂钒铁200kg、氮化锰铁150kg破碎至110目，聚乙烯醇为粘结剂进行压球处理，物料和粘结剂的加入比例为100: 5，装入密封容器中，氮化锰铁中锰含量为80%。抽真空达到-0.03MPa，然后通入0.05MPa的纯度为99.999%的氮气，升温加热到1220°C，保温4小时，在氮气氛围中冷却到50°C。
[0021]实施例3
氮化锰钒铁合金，成分组成如下:钒49%，锰30%，氮18%，碳0.4%，硅1.5%，磷0.10%，硫0.01%，余量为铁和不可避免的杂质。
[0022]将片剂钒铁400kg、氮化锰铁250kg破碎至150目，聚乙烯醇为粘结剂进行压球处理，物料和粘结剂的加入比例为100:10，装入密封容器中，氮化锰铁中锰含量为75%。抽真空达到-0.03MPa，然后通入0.02MPa的纯度为99.999%的氮气，升温加热到1230°C，保温4.5小时，在氮气氛围中冷却到20°C。
[0023]实施例4
氮化锰钒铁合金，成分组成如下:钒50%，锰32%，氮11%，碳0.6%，硅2.0%，磷0.3%，硫0.02%，余量为铁和不可避免的杂质。
[0024]将片剂钒铁300kg、氮化锰铁220kg破碎至50目，聚乙烯醇为粘结剂进行压球处理，物料和粘结剂的加入比例为100: 2，装入密封容器中，氮化锰铁中锰含量为85%。抽真空达到-0.04MPa，然后通入0.03MPa的纯度为99.999%的氮气，升温加热到1250°C，保温6小时，在氮气氛围中冷却到50°C。
【主权项】
1.一种氮化锰钒铁合金，其特征在于，由下述成分组成:钒35-50%，锰30-45%，氮10-18%，碳彡0.6%，硅彡2.0%，磷彡0.3%，硫彡0.02%，余量为铁和不可避免的杂质。2.一种基于权利要求1所述的氮化锰钒铁合金的生产方法，其特征在于，包括以下步骤:根据权利要求1中成分比例计算出钒铁和氮化锰铁的用量，将所述钒铁、氮化锰铁破碎装入密封容器或炉窑中，抽真空达到-0.03?-0.04MPa，然后通入0.02?0.05MPa的氮气，升温加热到1200-1250°C，保温4-6小时，在氮气氛围中冷却到20_50°C。3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述钒铁为片剂钒铁。4.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述氮化锰铁中锰含量为75-85%。5.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述氮气的纯度在99.9%以上。6.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述保温时间为5小时。7.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述钒铁、氮化锰铁破碎粒度要求50-150 目ο8.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述钒铁、氮化锰铁破碎后，使用聚乙烯醇为粘结剂进行压球处理，物料和粘结剂的加入比例为100:1-10。
【专利摘要】一种氮化锰钒铁及其生产方法，属于冶金技术领域，氮化锰钒铁合金由下述成分组成：钒35-50%，锰30-45%，氮10-18%，碳≤0.6%，硅≤2.0%，磷≤0.3%，硫≤0.02%，余量为铁和不可避免的杂质。生产方法如下：将钒铁、氮化锰铁破碎装入密封容器或炉窑中，抽真空达到-0.03～-0.04MPa，然后通入0.02～0.05MPa的氮气，升温加热到1200℃，保温4-6小时，在氮气氛围中冷却到20-50℃。本发明将氮化锰铁和钒铁进行结合形成氮化锰钒铁，有效利用了氮化锰中氮含量较高和钒铁的微合金化，有效提高了氮化锰铁中的氮含量，在炼钢使用过程中能增加钢中氮含量，有效提高微合金化效果。
【IPC分类】C22C32/00, C22C29/16, C22C35/00, C22C30/00
【公开号】CN104894455
【申请号】CN201510250326
【发明人】张兴利, 高海, 梁静召, 田鹏, 周波, 霍玉鹏
【申请人】河北钢铁股份有限公司承德分公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月18日