[发明专利]一种替代钒铌的高氮强化合金及其制备方法

说明书

本发明属于一种替代钒铌的高氮强化合金及其制备方法，所述高氮强化合金中含有重量比的氮化硅铁35～45%，氮化钛铁30～45%，氮化铬铁20～35%；所述高氮钛强化合金原子百分比表达式为T_i S_i C_r N,其中20≤T_i≤30，10≤S_i≤30，8≤C_r≤20，10≤N≤20。方法是将称取的原料置入真空氮化炉中进行氮化，氮化炉中氮含量99.99%，温度＜1400⁰C，氮化保温时间35h，与氮气反应生成由氮化硅铁、氮化钛铁和氮化铬铁构成的高氮强化合金。本发明能在生产高强螺纹钢中起到替代或优于钒、铌作用和性能，并且具有较低的成本优势和方便实用的制备方法,可推广使用。

技术领域

本发明属于一种替代钒铌的高氮强化合金及其制备方法。

背景技术

在生产高强螺纹钢中，为了达到产品性能要求，尤其在新国标实施后，（GB/T1499.2--2018），在生产高强螺纹钢中必须加钒、铌合金等稀少金属。但由于受到钒、铌资源限制，很难满足供需要求，从而导致生产成本高，企业和社会都难以承受。

中国专利公告号CN110983144A公开了一种“一种氮化物强化高熵合金及其制备方法”以原子百分比计，该氮化物强化高熵合金的化学成分为：V/Nb:0.03～1 .2％，N:0.40～1 .2％，余量为等原子比的Co、Cr、Fe和Ni，通过控制材料中的V/Nb与N的含量，利用锻造及时效工艺控制第二相氮化物的含量，以固溶强化和第二相强化机制获得材料强度和韧性的最佳搭配。但其材料中仍含有铬、钒、钴、镍、铌等稀少金属，导致生产成本高，难于适用于生产高强螺纹钢中。

发明内容

本发明的目的是设计一种替代钒铌的高氮强化合金及其制备方法, 能在生产高强螺纹钢中起到替代或优于钒、铌作用和性能，并且具有较低的成本优势和方便实用的制备方法。

为此,本发明的一种替代钒铌的高氮强化合金, 所述高氮强化合金中含有重量比的氮化硅铁35～45%，氮化钛铁30～45%，氮化铬铁20～35%；所述高氮钛强化合金原子百分比表达式为T_i S_i C_r N, 其中20≤T_i≤30，10≤S_i≤30，8≤C_r≤20，10≤N≤20。

优选的，所述高氮强化合金中含有重量比的氮化硅铁40～45%，氮化钛铁35～45%，氮化铬铁25～35%；所述高氮钛强化合金原子百分比表达式为T_i S_i C_r N, 其中15≤T_i≤30，15≤S_i≤30，10≤C_r≤20，15≤N≤20。

优选的，所述高氮强化合金中含有重量比的氮化硅铁40%，氮化钛铁38%，氮化铬铁22%；所述高氮钛强化合金原子百分比表达式为T_i S_i C_r N, 其中15≤T_i≤30，20≤S_i≤30，15≤C_r≤20，15≤N≤20。

优选的，所述氮化钛铁中T_i＞65%，N＜5%。

优选的，所述氮化硅铁中S_i＞50%，N＞28%。

优选的，所述氮化铬铁中C_r＞48%，N＜5%。

本发明的制备和使用方法，包括如下步骤：

(1)原料选择：按技术要求购进原料，即标号75硅铁合金，标号70钛铁，标号50铬铁；