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高强度锰铁合金材料生产需要哪些合金生产流程

铁基高温合金是以铁为基,配以多种元素的合金化作用来提高其高温机械性能和高温抗腐蚀性能的特种合金。铁基高温合金相对于镍基和钴基高温合金而言,价格低廉,是一种普遍应用于国防、能源、航空以及核反应等领域的高温结构材料。但由于铁的淬透性和韧性不足、硬度低、耐磨性差等会导致其使用寿命短,不能满足工业发展的需求。因而,在已有铁基合金的基础上,我们开发了一种韧性和强度较理想,且具有良好的硬度和机械加工性能的锰铁合金,用途范围广。

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高强度锰铁合金材料如何进行生产是很多合金公司所关注的话题,目前制备得到的锰铁合金在锰铁基质的基础上,添加稀土、无机纳米粒子、细化剂等材料,再通过热处理,使锰铁合金的韧性和强度有所提高,并具有良好的硬度和机械加工性能。为了实现上述目的,高强度锰铁合金,由以下质量百分比的原料组成:纳米碳纤维0.4-0.6%,锰6.2-7.8%,铬4.6-6.5%,锆0.3-0.6%,钙0.1-0.2%,钼0.8-1.4%,纳米氮化钨0.6-0.8%,纳米氮化硼0.2-0.4%,钒0.2-0.4%,氧化铈0.03-0.05%,杂质磷≤0.03%,硫≤0.03%,余量为铁。

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高强度锰铁合金采用纳米氮化钨和纳米氮化硼的粒径为50-80nm,高强度锰铁合金的制备方法包括熔炼工艺和热处理工艺;其中,所述的熔炼工艺步骤如下:

(1)铁基熔化:按意思金属原料质量百分比称取纳米碳纤维和铁,加热至1450-1480℃至各原料熔化成金属熔液,在此温度上保温8-10min;

(2)锰铬复配:向铁基熔化所得的金属熔液中加入电解锰、纯铬、锆和钙至完全熔化,继续保温8-10min;

(3)添加材料复配:锰铬复配所得的锰铬复配金属熔液中加入剩余的纳米氮化钨,纳米氮化硼,钼,钒,氧化铈,加热至1680-1750℃至各配料熔化,保温5-8min;

(4)精炼和静置:撇去添加材料复配所得的金属熔液的表面浮渣,然后精炼3-5min,精炼完成后再撇去表面浮渣,静置5-8min;

(5)高强度锰铁合金浇注:当精炼后的金属熔液温度降至1350-1380℃时浇注成型,得到高强度锰铁合金;

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通过以上方法将熔炼得到的锰铁合金加热至730℃,保温1h,然后空冷至室温,再将经过步处理的锰铁合金加热至920℃,保温1h,然后水冷至室温就可以得到高强度锰铁合金,这种合金材料强度比其他合金材料要高很多,优势也非常明显。目前很多合金材料生产公司在开发各种高强度锰铁合金生产工艺,目前这种高强度锰铁合金的生产相对来说成本相对较低,而且得到的高强度锰铁合金比其他方式要高很多。


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