锰铁渗氮的热力学研究

发布者: 发布时间:2014/5/19 13:59:44 阅读:次 【字体:

在对国内外锰铁氮化及Mn-N系研究状况进行分析的基础上,应用真空电阻炉高温渗氮、x射线衍射、惰气熔融法氧氮分析等实验测试方法,实验研究了粒度、温度、时间等因素对锰铁氮化的影响。通过理论分析和热力学计算,探讨了渗氮过程的相关规律。在合理假定的基础上,提出了金属锰氮化的数学模型。主要获得如下结论。

1)在以工业用氮气为主的渗氮气氛中,中低碳锰铁和金属锰在1123~1223K

范围内高温加热72小时,可同时发生氧化和氮化处理,生成氧化物MnO。渗氮试样的粒度愈小,试样的增重率愈高。此外,随渗氮温度的增高,试样的增重率提高,含氧量显著增高。

2)工业用气态氮的含氧量较高,氮化的同时不可避免地要发生锰的氧化。在以工业用氮气为主的渗氮气氛中配加20%的氨气,也未能有效消除或抑制锰的氧化。为此,使用工业用氮气作为渗氮气体,应在氮气进入真空渗氮炉之前采用合适的脱氧方法将其脱除。

3)通过对锰铁在渗氮过程中可能发生的化学反应进行热力学分析表明,生成锰氧化物的平衡氧分压极低,即使采用高纯氮气作为渗氮气体,也不可能避免锰氧化物在渗氮过程中生成,如果体系的残氧量较高,低价锰氧化物可进一步氧化为高价锰氧化物。

 

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