氮化硅锰合成技术研究

《氮化硅锰合成技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据分类号UDC作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：密级学位论文氮化硅锰合成技术研究印传磊张力副教授东北大学材料与冶金学院硕士学科类别：工程冶金工程2014年6月论文答辩日期：2014年6月答辩委员会主席：列奎1二刘垄1二一需玉海东北大学2014年6月万方数据ADissertationinMetallurgicalEngineeringlIIIIIIIlllllIllllIIJY2989593ResearchonManganeseSiliconNitrideSynthesisTechnologyByY

2、inChuanleiSupervisor：AssociateProfessorZhangLiNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：即舷f，l已强：扣h6．j勺学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的

3、规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两学位论文作者签名：耳停屈签字日期：匆璧6．1'O万方数据东北大学硕士学位论文摘要氮化硅锰合成技术研究摘要氮在钢中具有一系列的有益作用，被认为是最有研究和开发价值的新材料之一。金属、非金属氮化物，广泛地应用于一些特种钢冶炼中。氮化硅锰作为一种新型氮添加剂，其氮含量高，在钢中可以起到增氮作用，使钢中的Nb沉淀强化和细化晶粒作用明

4、显增强，促进和优化钒的析出，达到增氮降钒的效果。氮化硅锰合金在高氮合金钢生产中具有很好的利用前景。本课题以硅铁合金和硅锰铁合金为原料，采用高温直接氮化法合成氮化硅锰合金。热力学计算与分析表明，单质Si氮化生成SisN4，T<2295K前，A，G8一直为负值。在T<900K乙．Hazu-，锰氮化生成△瓯“<△瓯。N。当T>900K之后，△瓯0，M>△瓯。N。Mn5N2发生分解的反应自由能在T>600K后就为负值，MnaN相要比MnsN2相更加稳定，氮化锰相中的主要合成物为Mn4N。Mn／Mn4N与Si氮化生成MnSiN2时，反应吉布斯自由能△，G<0的临

5、界转化温度随着氮气分压的增大越来越高，氮化反应更容易进行，在低氮气分压下就可以氮化合成，增大氮气分压可以促进氮化反应。本实验考察了原料配比、氮气流量、氮化温度、氮化时间、添加剂和催化剂等因素的影响。得出较佳氮化合成工艺：原料硅锰比为11：4和6：5，添加30％稀释剂和5％的NH4C1催化剂，在1673K氮化保温4h、氮气流量控制在3．5L／rain，得到氮化硅锰中氮含量分别为31．5％和28．9％。XRD衍射和SEM形貌能谱分析结果表明，较佳工艺合成的氮化硅锰相主要为：MnSiN2、SisN4。动力学研究表明，氮化合成过程中，1000．1420。C温度

6、区间为整个氮化反应的主反应区，随着温度升高，放热反应越来越剧烈。最终得到速率常数k的经验公式、反应动力学机理函数／(口)=l一口、各阶段的指数前因子A、活化能E(400—800。C，E=0．7898kJ．mol一；1000．1200。C，E=8．4969kJ·mol～；1200．1420。C，E=12．5874ld·tool。)和动力学方程。关键词：硅铁合金；硅锰铁合金；氮化合成；氮化硅锰；III万方数据东北大学硕士学位论文AbstractResearchonManganeseSiliconNitrideSynthesisTechnologyAbstr

7、actNitrogeninsteelhasaseriesofbeneficialeffects，itisconsideredtobeoneofthemostvaluableresearchanddevelopmentofnewmaterials．Metalandnon·metallicnitrides，arewidelyusedinsomespecialsteelsmelting．Manganesesiliconnitrideasanewtypeofnitrogenadditive，itshighnitrogencontent，canenhanceni

8、trogenroleinsteel，makingNbprecipitationstrength