氮化鈦鐵是一種重要的合金材料添加劑，主要成分為鈦(Ti)、氮(N)和鐵(Fe)的復(fù)合化合物。這種材料因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于鋼鐵冶金領(lǐng)域特別是微合金化處理工藝中。其典型化學(xué)成分范圍包括鈦含量30-50%、氮含量10-20%，其余為鐵及微量雜質(zhì)元素。
在工業(yè)生產(chǎn)中，氮化鈦鐵主要通過鈦鐵礦還原氮化或金屬鈦直接氮化工藝制備。需要特別注意的是，不同生產(chǎn)工藝會(huì)直接影響產(chǎn)品的結(jié)晶形態(tài)和氮化程度，進(jìn)而影響其在鋼鐵冶煉中的溶解特性。較為理想的產(chǎn)品應(yīng)具有均勻的TiN相分布（立方晶系a=0.424nm）和穩(wěn)定的氮含量。
作為煉鋼添加劑，氮化鈦鐵主要發(fā)揮多重作用機(jī)制。其中最關(guān)鍵的是其高溫穩(wěn)定性，在鋼液溫度下(1550-1650℃)仍能保持固相顆粒形態(tài)，這些微細(xì)顆粒能有效釘扎奧氏體晶界，抑制晶粒長大。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，添加0.02-0.05%的鈦時(shí)，鋼材的晶粒度可提升1-2個(gè)等級(jí)(ASTM標(biāo)準(zhǔn))。
除了晶粒細(xì)化作用，氮化鈦鐵還能與鋼中的硫形成高熔點(diǎn)的TiS化合物(熔點(diǎn)>1800℃)，這種特性對(duì)于改善鋼材的橫向韌性和熱塑性尤為重要。在管線鋼、造船板等高端鋼材生產(chǎn)中，這種硫化物形態(tài)控制技術(shù)往往能顯著提升產(chǎn)品的低溫沖擊韌性(-60℃沖擊功可達(dá)200J以上)。
隨著鋼鐵工業(yè)對(duì)材料性能要求的不斷提高，氮化鈦鐵的應(yīng)用正向著更精密的方向發(fā)展。現(xiàn)代冶金技術(shù)已能精確控制TiN顆粒的尺寸分布(50-200nm范圍)，這些納米級(jí)析出相可以同時(shí)起到沉淀強(qiáng)化和晶界強(qiáng)化的雙重作用。值得注意的是，在使用過程中必須嚴(yán)格控制鈦氮比(Ti/N≈3.4)，避免形成粗大的TiC析出而損害鋼材的焊接性能。
