氮(dan)在(zai)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)中(zhong)的(de)普(pu)遍(bian)大(da)量(liang)應(ying)用(yong)是(shi)近(jin)十(shi)多(duo)年(nian)來(lai)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)材(cai)料(liao)領(ling)域(yu)的(de)最(zui)重(zhong)大(da)的(de)進(jin)展(zhan)。除(chu)鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)外(wai),近(jin)十(shi)多(duo)年(nian)來(lai)幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)類(lei)型(xing)的(de)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang),特(te)別(bie)是(shi)奧(ao)氏(shi)體(ti)和(he)雙(shuang)相(xiang)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)均(jun)普(pu)遍(bian)用(yong)氮(dan)進(jin)行(xing)合(he)金(jin)化(hua),從(cong)而(er)使(shi)奧(ao)氏(shi)體(ti)和(he)α+γ雙相不鏽鋼進入了現代不鏽鋼時代,不鏽鋼有控氮( [N]≤0.10% 或 [N]<0.12%)、中氮( [N]≤0.40% 或 [W]<0.50%)和高氮[N]>0.4% 或 [N]≥0.50%)不鏽鋼,超級奧氏體不鏽鋼以及含低氮的超級馬氏體不鏽鋼。氮在雙相不鏽鋼中,雖不能防止σ相的析出,但可抑製的σ相的形成。雙相不鏽鋼正式由於加入了氮才出現了第二代和第三代雙相不鏽鋼(超級雙相不鏽鋼和經濟性雙相不鏽鋼),使雙相不鏽鋼形成了係列,並成為了與馬氏體、鐵素體、aoshitidengsandaleibuxiugangbingliedeganglei,youyudanzaitiesutibuxiugangzhongrongjiedujidi,erzaiaoshitizhongrongjieduhengao,yincidanzaishuangxiangbuxiugangzhongdeyouyizuoyongzhuyaoshitixianzaigaishanaoshitizuzhidexingneng。
氮在雙相不鏽鋼中可延緩奧氏體相(γ)的高溫熔接並可促進焊後熱影響區二次奧氏體(γ2)的析出,從而有利於雙相不鏽鋼的生產、jiagonghehanjie。danshizaibuxiugangzhongyingyongdeweiyiyizhongqitaihejinyuansu,taquzhirongyiqieliangwuxian,jiagedilian,shengchanzhongjiarufangbian,youyizuoyongxianzhu,danfuzuoyongshao,shixiandaibuxiugangzhongfeichangyoufazhanqiantudezhongyaohejinyuansu。
氮通過固溶強化等顯著提高奧氏體和雙相不鏽鋼的室溫和高溫強度(圖1)。在鉻鎳奧氏體不鏽鋼中加入0.1%N,可使鋼的強度提高60-100MPa,但當氮量適宜時,並不顯著降低鋼的塑、韌性。氮的大量加入可使高氮奧氏體不鏽鋼獲得非常高的強度,但鋼的斷裂韌性並不降低。

圖1.氮對00Cr17Ni14Mo2不鏽鋼強度的影響
氮不僅顯著提高奧氏體和雙相不鏽鋼的耐氧化性酸、還原性酸介質的全麵腐蝕性能,而且還提高它們的耐晶間腐蝕、耐蝕點、耐縫隙等局部腐蝕性能,一些實驗結果見圖2~圖4.研究表明,氮在不鏽鋼中提高鋼的耐蝕點、耐縫隙腐蝕的能力為鋼中鉻量的16-30倍。

圖2.氮對鉻鎳鉬奧氏體不鏽鋼腐蝕性能的影響

圖3.氮對00CrNi6Mo3鋼點蝕速度的影響

圖4.氮對00Cr25Ni21~30Mo4不鏽鋼鋼縫隙腐蝕的影響
需要強調氮在不鏽鋼中對耐蝕性所起的有益作用,鋼中含有足夠量的鉻、鉬元素是必要條件。一般認為,氮可促進鈍化膜中鉻的富集,提高鋼的鈍化能力;氮可形成NH3和NH4+使微區溶液的PH值提高;富鉻的氮化物在金屬與鈍化膜的界麵處形成,進一步強化了鈍化膜的的穩定性。研究表明,在雙相不鏽鋼中氮還可與鉬結合形成Ni2Mo2N,使鈍化膜更加穩定,從而使鋼的耐蝕性提高,圖5係氮提高奧氏體不鏽鋼耐蝕性,對鈍化膜影響的示意圖。

圖5.含氮奧氏體不鏽鋼鈍化膜結構示意圖
當鋼中氮含量超過某一定量將對不鏽鋼的性能產生某些不良影響,例如對奧氏體不鏽鋼而言,氮量超過0.12%~0.15%時,鋼的冷、rejiagongxinghelengchengxingxingnengjiangyousuoxiajiang,houzhekeyudankejiangdigangdecengcuoneng,congertigaoaoshitibuxiugangdejiagongyinghualv,shizhiyuyijiagongyinghuayouguan。gaodanhanliangshi,bujinxianzhujiangdigangderesuxing,duirejiagongbuli,erqieyouyuqianshuCr2N沿晶界析出,會提高鋼的晶間腐蝕敏感性。氮在鐵素體不鏽鋼中是一種有害元素(後麵還將述及)。(轉自不鏽鋼概論)

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