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铁锰镍合金

铁锰镍合金

 详情说明

  镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构,从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性,所以镍被称为奥氏体形成元素。

  含镍量达5%可提高低碳结构钢的抗拉强度和硬度。在碳素钢中含有3%镍,可改善其抗拉强度、冲击韧性、屈服点和变形能力。含镍1%-4%的NiCrMo结构钢,由于这种钢的抗拉强度同质量的比值合适,所以很适于在汽车、机车和机器制造业中。耐磨构件用钢除这几种元素外,还含有碳。最重要的含镍钢种和最大的用户却是不锈钢和耐热特殊钢。例如Cr18Ni9Ti、Cr17Ni11Mo2等一系列耐热不锈钢,热加工性能良好,在机械、医疗、国防、轻工中得到广泛的应用。

  镍在铸铁中有轻微的石墨化作用,可稳定珠光体和减少铁素体含量。因此铸铁中的镍有助于取得均匀而一体的结构和良好的性能。添加少量的镍(Ni0.1%-1.0%)会导致形成微细的珠光体,当含镍量较高时,会形成马氏体和奥氏体。微细而稳定的珠光体可使铸铁具有良好的加工性能和硬度。因此,加镍铸铁件可用来制造汽车制造业中的铸件。

  冶炼方法

  现代生产镍的方法主要有火法和湿法两种。根据世界上主要两类含镍矿物(含镍的硫化矿和氧化矿)的不同,冶炼处理方法各异。含镍硫化矿主要采用火法处理,通过精矿焙烧反射炉(电炉或鼓风炉)冶炼铜镍硫吹炼镍精矿电解得金属镍。氧化矿主要是含镍红土矿,其品位低,适于湿法处理;主要方法有氨浸法和硫酸法两种。氧化矿的火法处理是镍铁法。

  虽然红土镍矿处理工艺主要分为湿法冶炼工艺和火法冶炼工艺,但世界范围内比较成熟的利用红土镍矿冶炼镍铁合金的工艺方法仍旧以火法冶炼为主。 火法冶炼镍铁是在高温条件下,以C(或Si)作还原剂,对氧化镍矿中的NiO及其他氧化物(如FeO)进行还原而得。同时采用选择性还原工艺,合理使用还原剂,按还原顺序NiO、FeO、Cr2o3、SiO2进行还原反应。 因不同产地的镍矿成分不同,NiO及各种氧化物之间组成的化合物也有所不同,因而,在镍铁冶炼过程中,其实际反应较复杂。反应生成的Ni和Fe能在不同比例下互溶,生成镍铁。

  NiO、FeO还原反应开始温度较低,而且,NiO的开始反应温度比FeO约低200℃;因而,火法冶炼镍铁过程中,尽管所采用的镍矿NiO含量较低,但NiO 90%以上被还原,而且,在Ni/Fe很低的情况下,可通过不同的工艺操作,使产品含Ni量提高到较高水平,与铁合金其他产品(如高碳铬铁、锰硅合金等)相比,电炉粗镍冶炼难度相对较低。

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