Хром азотированный, также называемый нитридом хрома, — азотсодержащий легирующий материал с высокой массовой долей Cr. Продукт выпускается в виде спека серого цвета и применяется для одновременного введения хрома и азота при производстве сталей и специальных сплавов.
Поставляем азотированный хром марок ХН-13, ХН-15 и ХН-20 по ТУ 24.45.30.224-24-05762312-2023. Массовая доля хрома составляет не менее 75%, содержание азота — от 13 до 20% в зависимости от марки. Доступные фракции спека: 5–50 и 25–200 мм.
Материал подходит для металлургических предприятий, которым необходимо легировать расплав азотом без значительного внесения железа и углерода.
Основные характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Наименование | Хром азотированный |
| Альтернативное название | Нитрид хрома |
| Обозначение | ХН |
| Основные компоненты | Хром и азот |
| Массовая доля Cr | Не менее 75% |
| Массовая доля N | Не менее 13–20% в зависимости от марки |
| Внешний вид | Спек серого цвета |
| Фракционный состав | 5–50 или 25–200 мм |
| Марки | ХН-13, ХН-15, ХН-20 |
| Нормативный документ | ТУ 24.45.30.224-24-05762312-2023 |
| Назначение | Легирование сталей и сплавов |
| Крупная упаковка | Биг-бэг 1000 кг |
| Альтернативная упаковка | Стальная бочка 210 л, 500 кг нетто |
Показатели конкретной партии подтверждаются паспортом качества производителя.
Химический состав азотированного хрома
| Марка | Cr, не менее | Si, не более | Al, не более | Fe, не более | C, не более | S, не более | P, не более | N |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ХН-13 | 75% | 0,4% | 0,5% | 0,5% | 0,05% | 0,015% | 0,01% | не менее 13% |
| ХН-15 | 75% | 0,4% | 0,5% | 0,5% | 0,05% | 0,015% | 0,01% | не менее 15% |
| ХН-20 | 75% | 0,4% | 0,5% | 0,5% | 0,03% | 0,015% | 0,01% | 16–20% |
Для марки ХН-20 содержание азота нормируется диапазоном 16–20%, несмотря на цифровое обозначение марки. При составлении шихтового расчета следует использовать фактическое значение N из паспорта партии.
Расшифровка марок
В маркировке продукции:
- Х означает хром;
- Н означает азот;
- число обозначает номинальный или минимальный уровень содержания азота согласно требованиям технических условий.
ХН-13 и ХН-15 содержат соответственно не менее 13 и 15% азота. Для ХН-20 установлен диапазон содержания азота 16–20%.
В коммерческой и технической документации также встречаются названия:
- азотированный металлический хром;
- нитридированный хром;
- азотсодержащий хром;
- хром-азотная лигатура;
- хромовый нитрид;
- chromium nitride;
- nitrided chromium;
- Cr–N-лигатура.
Важное уточнение о названии «нитрид хрома»
В данном товарном наименовании «нитрид хрома» означает металлургический азотсодержащий материал с массовой долей хрома не менее 75%. Он может содержать нитридные фазы, металлический хром и нормируемые примеси.
Продукт не следует автоматически отождествлять с химически чистым мононитридом хрома CrN или нитридом состава Cr₂N, используемыми в лабораторных исследованиях, керамике и тонкопленочных технологиях.
Перед заказом необходимо ориентироваться на:
- марки ХН-13, ХН-15 или ХН-20;
- ТУ 24.45.30.224-24-05762312-2023;
- химический состав;
- требуемую фракцию;
- назначение материала;
- паспорт качества партии.
Преимущества азотированного хрома
Азотированный хром позволяет вводить в металл одновременно Cr и N, сохраняя низкий уровень железа и углерода.
Основные преимущества:
- содержание хрома не менее 75%;
- высокая концентрация азота;
- контролируемое легирование расплава;
- низкое содержание железа;
- ограниченная массовая доля углерода;
- небольшое содержание кремния и алюминия;
- две доступные фракции;
- возможность выбора марки по содержанию азота;
- снижение количества отдельных шихтовых компонентов;
- применение в специальных и высокоазотистых сталях;
- удобная промышленная упаковка;
- поставка с документами о качестве.
Материал особенно востребован в тех случаях, когда использование азотированного феррохрома приводит к нежелательному поступлению железа в состав сплава.
Для чего азот вводят в сталь
Азот является активным легирующим элементом. При правильно рассчитанном содержании он может влиять на фазовый состав, структуру и эксплуатационные характеристики металлического материала.
Азот способен:
- стабилизировать аустенит;
- повышать прочность;
- увеличивать предел текучести;
- участвовать в дисперсионном упрочнении;
- образовывать нитриды и карбонитриды;
- влиять на размер зерна;
- повышать сопротивление отдельных сталей локальной коррозии;
- изменять соотношение ферритной и аустенитной фаз;
- улучшать свойства высокоазотистых сталей;
- частично компенсировать недостаток никеля в отдельных системах легирования.
Избыточное содержание азота может привести к газовой пористости, хрупкости или появлению нежелательных нитридных фаз. Дозировку материала рассчитывает технолог с учетом состава расплава и коэффициента усвоения N.
Применение нитрида хрома
Высокоазотистые стали
ХН-13, ХН-15 и ХН-20 применяются при выплавке высокоазотистых сталей, в которых азот выступает полноценным легирующим компонентом.
Такие материалы могут использоваться для изготовления:
- ответственных деталей машиностроения;
- высокопрочных конструкций;
- коррозионностойкого оборудования;
- элементов энергетических установок;
- деталей, работающих под давлением;
- специального крепежа;
- износостойких изделий;
- металлических компонентов специального назначения.
Точное применение определяется маркой стали и отраслевой нормативной документацией.
Нержавеющие стали
Хром участвует в формировании пассивирующей пленки, которая обеспечивает коррозионную стойкость нержавеющей стали. Азот может повышать прочность, стабилизировать аустенит и улучшать сопротивление некоторых сталей точечной коррозии.
Азотированный хром может использоваться при производстве:
- аустенитных нержавеющих сталей;
- хромоникелевых сталей;
- хромомарганцевых сталей;
- дуплексных материалов;
- супердуплексных сплавов;
- коррозионностойкого литья;
- специальных сталей с ограниченным содержанием железа в шихтовых добавках.
Итоговые свойства определяются общим балансом Cr, N, Ni, Mn, Mo, C и других элементов.
Дуплексные и супердуплексные стали
В дуплексных сталях азот помогает стабилизировать аустенитную фазу и влияет на фазовое равновесие. Хром и азот также участвуют в формировании устойчивости материала к локальной коррозии.
Азотированный хром может применяться при изготовлении материалов для:
- нефтегазового оборудования;
- химических установок;
- теплообменников;
- насосов и арматуры;
- трубопроводов;
- морских конструкций;
- оборудования, работающего в хлоридных средах.
Количество добавки рассчитывают с учетом хромового и никелевого эквивалентов, температуры выплавки и последующей термической обработки.
Специальные сплавы
Низкое содержание Fe делает азотированный хром подходящим для легирования материалов, в которых дополнительное поступление железа ограничено.
Продукт может использоваться при производстве:
- никелевых сплавов;
- кобальтовых сплавов;
- хромистых сплавов;
- жаростойких материалов;
- жаропрочных сплавов;
- прецизионных материалов;
- износостойких композиций;
- лигатур специального назначения.
Возможность применения подтверждается технической документацией производителя сплава.
Жаропрочные и жаростойкие материалы
Хром повышает сопротивление высокотемпературному окислению, а азот может участвовать в упрочнении матрицы и формировании нитридных фаз.
Азотированный хром используют при разработке материалов для:
- промышленных печей;
- энергетического оборудования;
- высокотемпературной арматуры;
- деталей двигателей;
- установок химической промышленности;
- узлов, работающих при термоциклировании.
Жаростойкость и жаропрочность — разные свойства. Первая характеризует сопротивление окислению, вторая — способность сохранять прочность при длительной высокотемпературной нагрузке.
Роль хрома в легировании
Хром является одним из важнейших легирующих компонентов сталей и сплавов. Его введение может способствовать:
- повышению коррозионной стойкости;
- увеличению прокаливаемости стали;
- повышению твердости;
- улучшению износостойкости;
- увеличению окалиностойкости;
- образованию карбидных и нитридных фаз;
- изменению структуры металлической матрицы;
- повышению сопротивления газовой коррозии.
В азотированном хроме Cr уже совмещен с высокой концентрацией N, что упрощает комплексное легирование.
Почему важно низкое содержание железа
Азотированный феррохром также содержит хром и азот, однако его основой является система Fe–Cr–N. В продукте ХН массовая доля железа ограничена значением не более 0,5%.
Это важно для:
- никелевых суперсплавов;
- кобальтовых материалов;
- хромовых сплавов;
- составов с жестким ограничением Fe;
- специальных лигатур;
- высокочистых металлургических процессов.
Если железо является основой выплавляемой стали, применение ФХН может быть экономически оправданнее. Если поступление Fe необходимо минимизировать, целесообразно рассмотреть ХН.
Отличие азотированного хрома от нитрида феррохрома
| Критерий | Азотированный хром ХН | Азотированный феррохром ФХН |
|---|---|---|
| Основная система | Cr–N | Fe–Cr–N |
| Содержание Cr | Не менее 75% | Не менее 60% |
| Содержание Fe | Не более 0,5% | Железо является значимой частью сплава |
| Содержание N | 13–20% | 8–12% |
| Товарная форма | Спек | Порошок |
| Фракция | 5–50 или 25–200 мм | 0–0,315 мм |
| Основной критерий выбора | Минимальное внесение Fe и повышенное содержание N | Легирование железосодержащих сталей |
| Применение | Специальные сплавы и стали | Преимущественно сталеплавильное производство |
Продукты не являются прямыми аналогами. Замена одного материала другим требует пересчета всей шихты.
Отличие от чистых CrN и Cr₂N
| Параметр | Металлургический ХН | Химически чистые нитриды |
|---|---|---|
| Состав | Промышленный азотированный хром | Соединение заданной стехиометрии |
| Форма | Кусковой спек | Обычно порошок или покрытие |
| Маркировка | ХН-13, ХН-15, ХН-20 | CrN, Cr₂N |
| Назначение | Легирование расплава | Керамика, порошки, покрытия, исследования |
| Нормирование | По ТУ и массовым долям элементов | По чистоте и фазовому составу |
Если заказчику нужен порошок CrN определенной чистоты и дисперсности, продукция ХН без дополнительного согласования не подойдет.
Как выбрать марку
| Марка | Содержание N | Содержание C | Рекомендуемый принцип выбора |
|---|---|---|---|
| ХН-13 | Не менее 13% | Не более 0,05% | Для умеренного введения азота |
| ХН-15 | Не менее 15% | Не более 0,05% | Для повышенного легирования азотом |
| ХН-20 | 16–20% | Не более 0,03% | Для максимальной концентрации N и более жесткого ограничения C |
При выборе учитывают:
- требуемое содержание азота в готовом сплаве;
- исходный уровень N в расплаве;
- коэффициент усвоения азота;
- допустимое содержание железа;
- предельное содержание углерода;
- концентрацию кремния и алюминия;
- размер плавки;
- температуру и давление;
- способ введения материала;
- требуемую скорость растворения;
- выбранную фракцию спека.
Оптимальная марка — не обязательно продукт с максимальным содержанием азота, а материал, соответствующий конкретному шихтовому расчету.
Выбор фракции
Фракция 5–50 мм
Более мелкая фракция обладает большей удельной поверхностью и может быстрее растворяться в расплаве. Она удобна для дозированной подачи и небольших плавильных агрегатов.
Фракция 25–200 мм
Крупный спек подходит для шихтовой загрузки и крупных металлургических агрегатов. Он характеризуется меньшим пылеобразованием и может быть удобнее при механизированном перемещении.
Выбор фракции зависит от:
- типа печи;
- объема плавки;
- места ввода добавки;
- продолжительности выдержки;
- требуемой скорости усвоения;
- загрузочного оборудования.
Введение в расплав
Азотированный хром может подаваться:
- в составе основной шихты;
- порционно в процессе плавки;
- под слой шлака;
- в ковш при внепечной обработке;
- с использованием загрузочной корзины;
- в составе комплексной лигатуры.
Чтобы уменьшить угар и обеспечить расчетное усвоение, необходимо соблюдать утвержденную последовательность загрузки. Конкретный способ определяет технолог предприятия.
Упаковка
Азотированный хром поставляется в следующих вариантах:
- мягкие специализированные контейнеры типа биг-бэг — 1000 кг нетто;
- стальные бочки объемом 210 литров — 500 кг нетто.
Выбор упаковки зависит от объема заказа, складского оборудования, способа дозирования и требований к транспортированию.
Биг-бэг подходит для крупных промышленных партий и механизированной загрузки. Стальные бочки удобны при необходимости разделить поставку на меньшие грузовые места и обеспечить дополнительную защиту материала.
Хранение и транспортирование
Материал следует хранить:
- в сухом закрытом помещении;
- в неповрежденной заводской упаковке;
- с защитой от атмосферных осадков;
- отдельно от химически активных веществ;
- с сохранением маркировки партии;
- без смешивания разных марок и фракций;
- с защитой упаковки от механических повреждений.
Погрузку биг-бэгов необходимо выполнять только за предусмотренные конструкцией грузовые элементы. Стальные бочки следует закреплять во время перевозки.
Требования безопасности
Азотированный хром является металлургическим материалом. При дроблении, пересыпании и механическом истирании может образовываться пыль, способная попадать в глаза и органы дыхания. При загрузке в расплав возможны выбросы горячего материала, дым и металлические аэрозоли.
При работе следует применять:
- местную вытяжную вентиляцию;
- защитные очки или лицевой щиток;
- термостойкие средства защиты при загрузке в печь;
- рабочие перчатки;
- специальную одежду;
- средства защиты органов дыхания при образовании пыли;
- механизированное загрузочное оборудование.
До начала работ необходимо изучить паспорт безопасности и внутренний технологический регламент. Не допускается загружать в расплав влажный материал.
Купить азотированный хром
Предлагаем купить хром азотированный марок ХН-13, ХН-15 и ХН-20 по ТУ 24.45.30.224-24-05762312-2023. Материал поставляется фракциями 5–50 и 25–200 мм в биг-бэгах или стальных бочках.
Цена нитрида хрома зависит от:
- выбранной марки;
- содержания азота;
- фракционного состава;
- объема партии;
- типа упаковки;
- фактического химического состава;
- условий оплаты;
- пункта назначения;
- стоимости перевозки.
Для получения предложения укажите марку, фракцию, необходимое количество, требования к химическому составу и город доставки. По запросу предоставляется паспорт качества партии.
Закажите азотированный хром для эффективного введения Cr и N в специальные стали и сплавы с минимальным дополнительным поступлением железа.