氮化锰铁

氮化锰铁作为氮和锰的合金添加剂主要用于生产高强度钢、合金钢、不锈钢以及汽车、造船、航空工业材料。氮化锰铁的技术条件，尚无国家标准，生产企业自行制定的标准中化学成分见表1。

表1 氮化锰铁化学成分

氮化锰铁是生产特殊合金钢、不锈钢、耐热钢必不可缺的合金剂， 通常都是以中、低碳锰铁充氮而获得的。氮化锰铁主要用作炼钢生产中氮的添加剂,能提高钢的强度等机械性能,细化晶粒,稳定奥氏体。

氮化锰铁主元素含量高、磷等危害性杂质含量低、加入熔体后氮的利用率高、加入量少。氮能提高钢的强度和塑性，扩大奥氏体区，细化晶粒，改善其加工性能。氮化金属锰能代替部分镍从而降低成本。

氮化锰铁有两种制取方法：(1)液态氮化法：它是在密闭的容器中向液态的中、低碳锰铁中鼓入氮气，使合金被气态或固态含氮组分所饱和。所得的氮化锰铁具有密度大、强度高、用于炼钢时氮的利用率高等优点。但由于含氮较低，往往满足不了炼钢的要求。

(2)固态氮化法：它是在密闭的容器中加热处于固态的中、低碳锰铁粉末，并与氮气充分接触渗氮。固态粉末的中、低碳锰铁与氮气或氨气分解出来的氮，互相作用会生成一系列含氮的化合物，且这些氮化物的稳定性随温度的升高而降低直至分解，故此法应控制合适的氮化温度，一股情况下把60目以下的中、低碳锰铁粉末在密闭容器内，在氮气和650℃-1120℃的温度下氮化4h-8h，可得含氮4-6%的氮化锰铁。由干其含氮量随含锰量的增加而增加，随碳化锰含量的减少而增加，故含Mn高的低碳锰铁比含Mn低的中碳锰铁的氮含量略高。所得的氮化铁产品密度小，若将其熔化密度增加，但会使产品含氮量明显降低。现该专业人才比较多集中在钢铁英才网。制取1t氮化锰铁约需1t中、低碳锰铁和1500kwh的电。

含氮锰铁可用于冶炼多组元的合金钢，其中氮能提高钢的强度和塑性，扩大钢的奥氏体区。因此，氮化锰铁可以代替不锈钢中许多钢号里的镍，而镍是一种稀缺的贵重元素。锰铁氮化可分为液态氮化和固态氮化，其中固态渗氮即在真空电阻炉内使固态中低碳锰铁粉末与氮接触而被氮化。

在德国，有人建议将磨碎的锰铁或锰放在回转窑中渗氮，其工艺过程与在923-1273K时回转窑生产石灰氮类似，操作仅采用很小的氮超压。为了使锰铁颗粒真正能够“渗透氮”，重要的是炉料经常滚动。这样一来就会产生如下效果：在各颗粒中都会形成氮化锰，颗粒不会烧结在一起，而在出炉时仍会保持原样。我国的氮化锰铁生产一般是在真空电阻炉内进行，所用原料为固态中低碳锰铁或金属锰，经过球磨、压块，在 1273-1373K 氮气氛中使合金含氮量达4%-6%^[1]。