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锰铁合金知识科普,锰在钢铁工业中的应用:

锰铁合金锰与氧、硫的亲合力都比较大,故锰是钢液的脱氧剂和脱硫剂。锰能强化铁素体和细化珠光体,故能提高钢的强度和淬透性,因而可作为钢的合金元素。钢的强度极限随锰的含量增加(≤7%)而增加,每增加1%的锰含量,强度极限提高98066.5kPa,同时钢的塑性极限也相应得到提高。当钢中锰含量大于10%时,钢在大气中抗腐蚀性大大增强,锰还能减轻氧和硫对钢的危害,从而提高钢的可锻性和可轧性。锰元素虽然早在1774年就被人们所发现,但是,锰在钢铁工业中的重要作用直到1856年发明底吹酸性转炉,以及1864年发明平炉炼钢法之后,才被人们所认识。现在锰已成为钢铁工业不可缺少的重要原料。

1.用作脱氧剂:炼钢过程中,为了提高钢的质量,需要除去铁水中的碳、硫等有害杂质,简便的工艺就是用氧化的方法,可是有一部分铁和杂质元素一同被氧化,生成氧化亚铁(FeO),而FeO在钢液中溶解度大,使钢液中含氧量增高,可以达到0.25%~0.45%。氧含量增高,对钢的性能产生不良影响,所以钢对含氧量有严格的要求,一般不准超过0.02%,甚至更严。因此,炼钢过程必须脱去超标的氧。锰是活性好的金属,其化学性能较铁活泼,将锰加入钢液中时,可以与FeO反应形成不溶于钢水中的氧化物渣,飘浮于钢水液面,使钢中含氧量降低。FeO+Mn→Fe+MnO锰在钢水中的脱氧能力与其他一些元素(如钙、铝、硅)相比应该说还是比较低的,但由于其易于生产,价格又比较低,因此仍然深受钢铁企业的欢迎,尤其是对炼沸腾钢来说,采用锰铁合金脱氧是很理想的脱氧剂,因锰的脱氧能力较弱,锰铁合金它可以调整钢的含氧量,而不至于使氧脱去过多而不能沸腾。同时锰的存在还可以使硅和铝的脱氧能力增强,因为脱氧产物MnO与其他氧化物(如Si02)可以形成低熔点化合物而有利于从钢液中排除。

2.作脱硫剂:硫在钢液中以硫化铁(FeS)形式存在,钢中含硫高容易产生热脆,降低钢的机械性能,因此,炼钢过程必须控制硫的含量。锰与硫的结合力大于铁与硫的结合力。当加人锰合金之后,钢水中的[FeS]很易与锰生成熔点高的[MnS]而转人炉渣中,从而降低了钢中的硫含量。

3.作合金元素:锰可以强化铁素体和细化珠光体,因而提高了钢的强度,还可以提高钢的淬透性、钢的硬度和耐磨性。因此,锰是各种牌号钢的重要合金元素。普通碳素结构钢一般含Mn0.25%~0.8%;优质碳素结构钢一般含Mn0.7%~1.2%;在低合金钢中加人0.8%~1.7%的Mn可以使钢的强度比普通碳钢提高20%~30%;弹簧钢含Mn0.4%~1.3%;轴承钢含Mn0.3%~1.6%;工具钢含Mn0.4%~2%;耐磨钢含Mn11%~15%;耐热钢含Mn17%~21%;电工钢含Mn17%~19%。

近两年来,我国用锰代镍生产不锈钢得到了广泛推广,尤其是在江、浙一带的中小型不锈钢厂中几种奥氏体不锈钢节镍、代镍品牌得到了迅速推广。如奥氏体不锈钢OCr17Mn13N是一种无镍Cr-Mn-N不锈钢,可作1Cr18Ni9Ti的代用品。主要用于大气及抗氧化酸腐蚀,可以用于生产板、带、管、棒材。节镍奥氏体不锈钢1Cr18Mn8Ni5N,室温强度比18-8铬镍不锈钢高,在800℃下具有较好的抗氧化性及中温强度,可以生产板、带、丝、管、棒材。还有2Cr15Mn15Ni2N是奥氏体节镍低磁性不锈钢,具有良好的低磁性能及低磁稳定性能,可以生产板、带、丝、棒材及锻材,能够代替1Cr18Ni9Ti用于制造要求低磁性的设备及零件,如自动驾驶仪中的陀螺、转子、罗盘及无线电装置中的零件。我国电解锰的产量迅速增加,质量不断提高,为我国用锰代镍、锰铁合金节镍生产200系列不锈钢的发展提供了有力的保证。

锰铁合金