[发明专利]氮化硅钒微合金及其制备方法

说明书

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种氮化硅钒微合金的制备方法。针对现有方法制备的氮化硅钒微合金成分不稳定，性能不好等问题，本发明提供一种氮化硅钒微合金及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：a、将钒铁和硅铁粉末按重量比2.5～3.0﹕7.0～8.0进行配比，混匀；b、采用液压制样机压制成型，放入加热炉进行氮化合成反应，制得氮化硅钒微合金。本发明氮化硅钒微合金的制备方法工艺简单，反应条件不苛刻，原料易得，能够制备得到一种成分精确可控的氮化硅钒微合金，还显著提高了钒的回收率，制备的氮化硅钒微合金中钒含量达到30～50％，合金性能更优良，具有明显的经济效益。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种氮化硅钒微合金及其制备方法。

背景技术

自从钒、氮元素在钢中优良的综合强化效果被发现以来，冶金科技工作者开展了一系列理论和实践研究，目前钒铁和钒氮已成为高强钢筋领域普遍采用的微合金化原料。钢铁研究总院有研究表明，在钢中含有适量钒元素的情况下，增氮可以减少V(CN)(碳氮化钒)颗粒尺寸，明显增加细小V(CN)析出相的体积分数，从而显著提高钒氮微合金化钢筋的强度。当V/N比达到理想化学配比时，钒能最大程度地析出,钒氮合金中70％的钒以V(CN)形式析出，只有20％的钒固溶于基体，剩余的钒溶于Fe₃C中。

现有研究表明，钒氮合金的V/N比值大，利用硅系合金配合钒氮合金增加钢中的结合氮，大量细小弥散的V(CN)析出相数量明显增加，V(CN)析出量占总钒量的78％以上，V的强化效果得到充分发挥。

现有研究表明：氮化硅钒微合金化成本分别约为66.60元/t，且钢筋的力学性能、焊接性能和时效性能等综合测试指标稳定且有合理富余。氮化硅钒氮含量高，在钢中可以使钢中钒的沉淀强化和细晶强化作用明显增强，促进和优化钒的析出，增强钢的力学性能。

现有制备氮化硅钒微合金的方法为采用精钒渣为原料,经过加入金属硅还原后，用等离子体渗氮的方式进行渗氮操作，得到氮化硅钒铁合金。该方法制备的氮化硅钒微合金成分不稳定，尤其是硅、钒、氮的成分不稳定，氮含量一般不超过20％，微合金的力学性能差。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：现有方法制备的氮化硅钒微合金成分不稳定，性能不好等问题。

本发明解决技术问题的技术方案为：提供一种氮化硅钒微合金及其制备方法。该方法包括以下步骤：

a、将钒铁和硅铁粉末按重量比2.5～3.0﹕7.0～8.0进行配比，混匀；

b、采用液压制样机压制成型，放入加热炉进行氮化合成反应，制得氮化硅钒微合金。

其中，上述氮化硅钒微合金的制备方法中，步骤a中所述的钒铁为FeV80合金，所述的硅铁为FeSi75。

其中，上述氮化硅钒微合金的制备方法中，步骤a中所述的钒铁、硅铁粉末的粒径为过200目筛。

其中，上述氮化硅钒微合金的制备方法中，步骤a中所述混匀时间为30min以上。

其中，上述氮化硅钒微合金的制备方法中，步骤b中所述压制成型压力为9～12MPa，压制时间为4～6min。

其中，上述氮化硅钒微合金的制备方法中，步骤b中所述的氮化合成反应温度为1380～1450℃，反应时间为3～4h。

其中，上述氮化硅钒微合金的制备方法中，步骤b中所述氮化合成反应时通入氮气，通入氮气的流速为2～5L/min。

其中，上述氮化硅钒微合金的制备方法中，步骤b中所述制备得到的氮化硅钒微合金中钒含量为30～50％，氮含量为18～32％，硅含量为15～30％。

本发明还提供了一种由上述方法制备得到的氮化硅钒微合金。