中間鐵合金

中間鐵合金是鐵與一種或幾種元素組成的中間合金，主要用於鋼鐵冶煉。中間合金是以一種金屬為基體，將一種或者幾種單質加入其中，以解決該單質易燒損、高熔點不易熔入、密度大易偏析等問題或者用來改善合金性能的特種合金，是一種添加型的功能材料。

基本介紹

• 中文名：中間鐵合金
• 外文名：iron master alloy
• 領域：冶金
• 用途：鋼鐵冶煉

冶鐵歷史

用坩堝冶煉低品位鐵合金是1860年左右開始的。後來發展了用高爐煉錳鐵和含矽12%以下的矽鐵。1890～1910年間在法國開始用電弧爐生產鐵合金。穆瓦桑(H.Moissan)曾用電弧爐對難還原元素進行系統試驗，埃魯(P.L.T.Hroult)套用於工業生產，當時都用焦炭和木炭作還原劑還原有關礦石，產品大多是高碳的。1920年以後，為了滿足優質鋼和不鏽鋼發展的需要，開始生產低碳鐵合金的新階段。一方面，在戈爾德施米特(K.Goldschmidt) 1898年提出的鋁熱法製取金屬的工藝基礎上，發展出用鋁熱法冶煉一些不含碳的鐵合金和純金屬；另一方面研製出在電爐中氧化含矽合金的脫矽精煉法。由於鋁熱法生產費用太高，脫矽精煉法得到了較多的套用。直到現在中碳、低碳、微碳鉻鐵，中碳、低碳錳鐵，金屬錳大多仍用此法精煉。精煉鉻鐵的熱兌法即把液態的礦石、石灰熔體與矽鉻合金，通過熱兌混合加速反應，是脫矽精煉法的進一步發展。此外也用電解法生產純淨的合金添加劑（如金屬錳），並採用真空脫碳法生產含碳極低的超微碳鉻鐵。近年還發展出套用純氧吹煉法精煉鉻鐵、錳鐵的方法。

鐵合金的定義與用途

定義：一種或一種以上的金屬元素與鐵組成的合金。例如矽鐵，錳鐵等。

用途：

(1)生產上的脫氧劑。在煉鋼生產中，特別是轉爐煉鋼時，向生鐵水（含碳4﹪左右）吹氧降碳並除去鐵水中的磷、硫得有害雜質時，使鐵水轉化為鋼水（含碳小於2﹪左右叫鋼水）的過程中會存在過氧化現象，鋼水含過量的氧。因此，在煉鋼過程（出鋼水過程）中需添加一定量的與氧親和力強的活潑元素，這個過程叫脫氧。所用的鐵合金叫脫氧劑。常用元素有Si、Ca、Ba、Al等，所用脫氧劑常有矽鈣、矽鈣鋇、矽鋇、矽鋇鋁、矽鋁、矽鋁錳等鐵合金。

鐵合金

(2)煉鋼生產上的合金劑。合金鋼中合金元素，是用加入鐵合金的方法實現的。用於調整鋼中合金元素的鐵合金叫煉鋼的合金劑。常用的元素有Si、Mn、Cr、W、V、Ti、Nb、Ni、Al等，常用的合金有：矽鐵，矽錳，錳鐵，鉻鐵，矽鉻，鎢鐵，釩鐵，鈦鐵，鎳鐵，鈮鐵，鋁錳鐵等。

(3)鑄造的孕育劑，球化劑。在鑄造過程中，在澆注前加入一些含有適量Re(稀土元素的總稱)、Mg、Ca、Ba、Si等元素的鐵合金，這些元素能使鑄鐵水中的碳儘快石墨化並均勻分散，同時兼有去氣脫硫、磷的作用。提高鑄件的機械強度及韌性。常用的鐵合金有稀土矽鈣鎂及稀土矽鐵、矽鎂鐵（即球化劑），低鋇鈣矽鐵（即孕育劑）等。

(4)做還原劑。例如矽鐵可做為鉬鐵、釩鐵、鎢鐵的還原劑，矽錳、矽鉻可做為中低碳錳鐵、中低碳鉻鐵的還原劑。

(5)製造其他合金的原料（中間合金）。金屬鋁、金屬鈣、金屬鎂和矽鐵，矽錳，矽鋇可在感應爐中重熔成矽錳鋁、矽鈣鋁、矽鈣鋇鋁，矽鈣鋇鎂等多種複合脫氧劑。矽鐵、高矽錳及富錳礦（預熱後脫水及提高入爐溫度後）入電弧爐內生產中低碳錳鐵等。

中間合金的特點

（1）以一種金屬為基體，其含量一般大於或等於50%，如鋁、銅、鐵等。

（2）擬加入的單質一般有易燒損，熔點高，密度大易偏析等不宜直接添加的問題。

（3）中間合金是一種添加型的功能合金材料，不像鑄造鋁合金、變形鋁合金、銅合金、鋼鐵等直接用於鑄件的生產。

中間合金與擬加入的單質相比，一般具有更低的熔點、更快的溶解速度、更穩定的實收率、更強的改善合金性能的能力，因此，中間合金可用於合金生產過程中元素的準確添加及成分調整、細化晶粒、變質處理、淨化處理、脫氧脫硫處理、固溶硬化等，在鋁及鋁合金、銅合金、鋼鐵等行業有著廣泛的套用。

鋁鐵中間合金