铁合金基本概述

合金基本概述
1.1 铁合金的定义、分类、用途
1.1.1铁合金的定义
铁合金是由一种或两种以上的金属或非金属元素与铁元素融合在一起的合金。例如,硅铁是硅与铁形成的Fe2Si、Fe5Si3、FeSi、FeSi2等硅化物,它们是硅铁的主要组分,硅铁中的硅主要以FeSi和FeSi2形式存在,特别是FeSi较为稳定。不同成分硅铁的熔点也不相同,例如45%硅铁熔点为1260℃,75%硅铁为1340℃。锰铁是锰与铁的合金,其中也含有碳、硅、磷等少量其他元素,依其碳含量的不同,锰铁分为高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁。含有足够硅量的锰铁合金称为硅锰合金。
铁合金不是可以直接使用的金属材料,而是主要作为钢铁生产和铸造业的脱氧剂、还原剂及合金添加剂的中间原料。
1.1.2铁合金的分类
随着现代科学技术的发展,各个行业对钢材的品种、性能的要求越来越高,从而对铁合金也提出了更高的要求。铁合金品种繁多,分类方法也多,一般按以下方法分类:
1、按铁合金中主元素分类,可分为:硅、锰、铬、钒、钛、钨、钼等系列铁合金。
2、按铁合金中碳含量分类,可分为:高碳、中碳、低碳、微碳、超微碳等品种。
3、按生产方法分类,可分为:高炉铁合金,包括高炉高碳锰铁、低硅锰合金、低硅铁等;电炉铁合金,包括高碳锰铁、高碳铬铁、硅铁、硅锰合金、硅铬合金、硅铝合金、硅钙合金、磷铁、中低碳和微碳铬铁、中低碳锰铁、精炼钒铁等;炉外法(金属热法)铁合金,包括金属铬、钼铁、钛铁、硼铁、锆铁、高钒铁等;真空固态还原法铁合金,包括超微碳真空铬铁、氮化铬铁、氮化锰铁等;转炉铁合金,包括转炉中碳铬铁、转炉低碳铬铁、转炉中碳锰铁等;电解法铁合金,包括电解金属铬、电解金属锰等。此外,还有氧化物压块与发热铁合金等特殊铁合金。
虎牢4、按多元铁合金所含有的两种或两种以上合金元素分类,主要品种有硅铝合金、硅钙合金、硅锰铝合金、硅钙铝合金、硅钙钡合金、硅铝钡钙合金等。
各国根据炼钢的要求,把各种产品又分为若干个牌号。我国国家颁发的铁合金标准有几百个牌号,在铁合金品种中硅、锰、铬三大系列铁合金的生产量最大,约占铁合金总产量的90%以上。在硅、锰、铬三大铁合金系列中,硅铁、硅锰、铬铁是产量最大的品种,因此,本报告也主要分析这三个品种的产供销等情况。
1.1.3铁合金的用途
铁合金是钢铁工业和机械铸造行业必不可少的重要原料之一。随着我国钢铁工业的持续、快速发展,钢的品种不断扩大和
锦屏泥石流质量提高,对铁合金产品提出了更高要求,铁合金工业日益成为钢铁工业的相关技术和配套工程。下面概述它们的用途:
1、用作脱氧剂。炼钢过程是用吹氧或加入氧化剂的方法使铁水进行脱碳及去除磷、硫等有害杂质的过程。这一过程的进行,虽然使生铁炼成钢,但钢液中的氧含量增加了。氧在钢液中一般以FeO的形式存在。如果不将残留在钢中多余的氧去除,就不能浇铸成合格的钢坯,得不到力学性能良好的钢材。为此,需要添加一些与氧结合力比铁更强,并且其氧化物易于从钢液中排除进入炉渣的元素,把钢液中的氧去掉,这个过程叫脱氧。用于脱氧的元素或合金叫脱氧剂。
钢水中各种元素对氧的结合强度,即脱氧能力,从弱到强的顺序如下:铬、锰、碳、硅、钒、钛、硼、铝、锆、钙。因此,一般炼钢脱氧常用的是由硅、锰、铝、钙组成的铁合金。
2、用作合金剂。合金元素不但能降低钢中的杂质含量,而且还能调整钢的化学成分。用于调整钢的化学成分使钢合金化的元素或合金叫合金剂,常用的合金元素有硅、锰、铬、钼、钒、钛、钨、钴、硼、铌等。含有不同合金元素和合金含量的钢种具有不同的特性和用途。
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3、用作铸造晶核孕育剂。改善铸铁和铸钢的性能的措施之一是改变铸件的凝固条件。为了改变凝固条件,通常在浇注前加入某些铁合金作为晶核,形成晶粒中心,使形成的石墨变得细小
分散,晶粒细化,从而提高铸件的性能。
4、用作还原剂。硅铁可以作为生产钼铁、钒铁等铁合金的还原剂,硅铬合金和硅锰合金可以分别作为精炼中低碳铬铁和中低碳锰铁的还原剂。
5、其他方面的用途。在有冶金和化学工业中,铁合金也被越来越广泛地使用。例如,中低碳锰铁用于生产电焊条;硅铝合金用于生产硅铝明中间合金;铬铁用于生产铬化物和镀铬的阳极材料,有些铁合金用于生产耐高温材料。
1.2 铁合金的质量检验标准
1.2.1铁合金的质量检验标准及主要品种国家标准
1、铁合金化学分析用试样的采取和制备(GB/T 4010-94)
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2、铁合金产品粒度的取样和检测方法(GB/T 13247-91)
3、硅铁国家标准(GB/T 2272-2009)
4、锰铁国家标准(GB/T 3795-2006)
维塔斯 阉人5、硅锰合金国家标准(GB/T 4008-2008)
6、铬铁国家标准(GB/T 5683-2008)
国内主要铁合金品种国家标准一般为推荐使用,或合同约定。而出口的铁合金品种都是合同约定。
1.2.2 铁合金的质检机构
铁合金生产企业的质检机构为质量监督部,在铁合金生产企
业中铁合金取样和检验是分开的两个部门,而对于铁合金用户的炼钢部门,铁合金取样和检验有的是分开的,有的放在一个部门。
1.3 我国铁合金生产发展现状及前景
铁合金是炼钢必备辅料,使用量约占钢产量的4%左右,其发展与钢铁行业的发展紧密相关。解放前只有很少几种铁合金产品试制和少量生产。新中国成立后,随着新建和改造一批铁合金骨干企业,到1979年我国铁合金产量突被百万吨,达116.36万吨,全国铁合金供应紧张的局面得到缓解。
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改革开放后,随着日本、韩国和东南亚市场对铁合金产品需求的增长,我国铁合金在满足国内市场需求的同时,开始进入国际市场。上世纪90年代末,由于对外贸易的不断扩大和国内市场需求的不断增长,我国铁合金工业发展步入“快车道”,几个骨干铁合金企业改、扩建工程陆续完成,民营铁合金企业迅猛发展,到2000年,我国铁合金企业的数量和产能达到800余家、900万吨。
“十一五”以来,受中国粗钢产量大幅增长、市场需求增加的拉动,铁合金产量也保持了较快的增长速度。目前我国铁合金产能和产量均位居世界第一,产量约占世界总产量的40%,总生产能力达到4300万吨/年,2012年产量约为3000万吨,产能利用率不足70%。我国钢铁工业对铁合金的需求量只有2400万吨至2500万吨,但铁合金新增产能每年大于200万吨,产能过剩将

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