[發明專利]一種高氮復合合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201811446027.8
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109365806B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 盧世國;李香菊
• 申請（專利權）人: 河北諾凡新材料科技有限公司
• 主分類號: B22F3/10
• 分類號: B22F3/10;B22F1/00;C22C1/05;C22C14/00;C22C27/02;C22C30/00;C22C35/00;C22C1/10
• 代理公司: 石家莊領皓專利代理有限公司 13130
• 代理人: 任軍培;薛琳

本發明屬于冶金技術領域，提出了一種高氮復合合金由以下重量百分比的成分組成：氮5～20％，鈦15～40％，鈮15～40％，鉻10～20％，硅10～20％，錳2～10％，稀土鑭1～5％，碳≤1.0％，硫≤0.06％，磷≤0.1％，其制備方法包括先將原料預混再混料，升溫預處理，然后在真空條件下三次升溫保溫加壓燒制，制備的高氮復合合金不僅氮含量顯著提高，而且使用高氮復合合金的鋼筋的拉伸強度和彎曲強度高，耐沖擊性好，韌性好，力學性能更加優異。本發明解決了現有技術中高氮鋼筋質量不穩定、氮含量低的問題。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，涉及一種高氮復合合金及其制備方法。

背景技術

眾所周知，釩是強烈形成奧氏體和擴大奧氏體區的元素，螺紋鋼筋生產過程中，釩一般是必加元素之一，加入量從0.2-1.0公斤/噸鋼不等，但釩是稀有貴重金屬，在鋼筋生產過程中單一使用釩元素，生產成本將很高。氮是強烈的奧氏體形成元素，氮在鋼筋中是奧氏體相很強的穩定化元素，而且氮在奧氏體相中比碳容易固溶，并有抑制鋼中碳化物析出的效果，同時能有效改善鋼的強度和耐蝕性，氮在大氣中廣泛存在，成本極低，如能取代鋼中昂貴的釩合金元素，必會帶來巨大的經濟效益。近年來，隨著加壓冶金技術水平的不斷提高，奧氏體鋼筋中氮的加入量也在不斷增加。一般認為，氮含量超過常規冶煉條件下鋼中所能達到極限值的鋼為高氮鋼，奧氏體鋼筋中氮的加入量超過0.4％(質量分數)被稱為高氮奧氏體鋼筋。高氮奧氏體鋼筋由于它優良的力學性能和耐腐蝕性能，越來越受到人們的重視。

但目前高氮鋼筋采取吹氮工藝，氮的收得率不能精準控制，鋼筋質量不夠穩定，所以目前加入氮化錳的方式居多，但氮化錳的價格目前也是很高的，生產成本也很高，加入后氮在鋼水中與鋼的重新結合也不夠穩定，而且，現有的研究中高氮鋼中的氮含量一般不高于0.65％，大多數集中在0.4％～0.6％之間。因此，研究一種價格低、氮含量高的高氮復合合金及生產，是目前需要解決的技術問題。

發明內容

本發明提出一種高氮復合合金及其制備方法，解決了現有技術中高氮鋼筋質量不穩定、氮含量低的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種高氮復合合金，由以下重量百分比的成分組成：

氮5～20％，鈦15～40％，鈮15～40％，鉻10～20％，硅10～20％，錳2～10％，稀土鑭1～5％，碳≤1.0％，硫≤0.06％，磷≤0.1％。

一種高氮復合合金的制備方法，包括以下步驟：

S1、備料：按照權利要求1所述的一種高氮復合合金的成分中各元素的含量，計算原料中鈦鐵粉、鈮鐵粉、氮化硅鐵、氮化鉻、氮化硅錳、稀土鑭的用量，稱取各原料備用；

S2、預混一：將上述各原料加入高速球磨機混合均勻，得到預混料一；

S3、預混二：將醋酸乙烯、鄰苯二甲酸二環己酯用乙醇溶解后，加入司班-60，混合均勻，得到預混料二；

S4、混料：將步驟S2得到的預混料一與步驟S3得到的預混料二送至窯爐中，抽真空至-0.03MPa，攪拌60min混合均勻，得到混合后的物料；

S5、預處理：將步驟S4得到的混合后的物料升溫至80℃保溫2小時，升溫至200℃保溫3小時，升溫至300℃保溫1小時，得到預處理后的物料；

S6、加工燒制：將步驟S5得到的預處理后的物料送至真空氮化爐中，抽真空至-0.01MPa，通入氮氣，調節壓力至0.01～0.08MPa，升溫至300～350℃保溫4小時，升溫至550～650℃保溫2小時，升溫至900～1400℃保溫5～8小時，冷卻至室溫出爐，或者將步驟S5得到的預處理后的物料放入高壓真空氮化爐中并加入點火藥用硅粉，將氮化爐封閉并抽真空至-0.09MPa，向氮化爐通入氮氣并將壓力調至4～12MPa，通電點火，在維待含氮氣壓力情況下待反應溫度自最高點下降至100℃以下出爐，得到一種高氮復合合金。