高氮鋼屬于不銹鋼的一個種類。對一般鋼種而言，鋼中的氮含量超過一定限度就認為是有害成分，而高氮(dan)不銹鋼卻并非如此。這類特殊材料由于其優異的力學性能及耐蝕性、耐氧化、耐磨損性能，越來越廣泛地應用于化工、石化、能源、化肥生產、石油天然氣、采礦及交通運輸等領域。氮資源豐富而價廉，在奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)中能替代昂貴的鎳而保持奧氏體相的穩定。

  在(zai)20世紀(ji)以(yi)前，人(ren)們懷疑氮在(zai)鋼(gang)(gang)中會(hui)使鋼(gang)(gang)變脆，并且存在(zai)向鋼(gang)(gang)中加(jia)氮困難的(de)問題，所以(yi)剛(gang)開始，在(zai)鋼(gang)(gang)中一(yi)般(ban)不進行(xing)氮合金化(hua)。氮的(de)有利作用直(zhi)至(zhi)20世紀(ji)初(chu)才(cai)被認可(ke)，Andrew在(zai)1912年(nian)首次研(yan)究了氮加(jia)入鋼(gang)(gang)中的(de)作用，通過這項(xiang)重(zhong)(zhong)要(yao)工(gong)作，首次在(zai)文獻中記載了氮對鋼(gang)(gang)力學(xue)性(xing)能(neng)及奧氏(shi)體穩定性(xing)的(de)重(zhong)(zhong)大影響(xiang)。

  20世紀50年代，開(kai)始開(kai)發(fa)氮(dan)(dan)合金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)的(de)潛在性(xing)(xing)能(neng)及(ji)工藝(yi)技術。當AOD工藝(yi)使氮(dan)(dan)作(zuo)為氣體代替不(bu)(bu)同(tong)的(de)合金(jin)(jin)成(cheng)為可(ke)能(neng)時(shi)，就開(kai)始普遍用(yong)氮(dan)(dan)進行(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)合金(jin)(jin)化。現(xian)在氮(dan)(dan)不(bu)(bu)僅(jin)常用(yong)在奧氏體鋼(gang)(gang)中，也用(yong)在奧氏體-鐵素(su)體雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中。用(yong)氮(dan)(dan)和錳的(de)復合合金(jin)(jin)代替昂貴的(de)鎳還具有(you)(you)提(ti)高氮(dan)(dan)溶(rong)解度(du)的(de)優點，并且通過這個研究結(jie)果(guo)標(biao)準化了AISI200系列(lie)(lie)新合金(jin)(jin)。這類鋼(gang)(gang)的(de)典型成(cheng)分(fen)是18Cr-5Ni-8Mn-0.15N，它比AISI標(biao)準中的(de)304牌號的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)具有(you)(you)更高的(de)強度(du)和耐蝕性(xing)(xing)。現(xian)在印度(du)是AISI200系列(lie)(lie)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)最(zui)大的(de)生產者，幾乎占(zhan)全世紀50萬t產量(liang)的(de)70％。

  最近國外又推(tui)出了(le)19Cr-10Mn-1Ni-0.5N和18Cr-18Mn-1Ni-4Mo-0.6N的(de)高氮奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，其最明顯的(de)特點是集高強度、高韌性、高延(yan)展性、良好(hao)的(de)加(jia)工(gong)硬化(hua)及(ji)耐(nai)蝕性于一體(ti)，已成功地應(ying)用于冶金(jin)、煤炭(tan)及(ji)電力工(gong)業材料(liao)，在潮濕、高沖擊(ji)摩(mo)擦環(huan)境中使(shi)用，明顯優于其他不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。

  在奧(ao)(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)中氮和(he)碳(tan)(tan)有許多共同性(xing)，如增(zeng)加奧(ao)(ao)氏(shi)體穩定(ding)性(xing)，能(neng)(neng)有效提高鋼(gang)(gang)的(de)冷(leng)加工強(qiang)度等(deng)。加適量的(de)氮能(neng)(neng)在提高鋼(gang)(gang)的(de)強(qiang)度和(he)耐氧(yang)化性(xing)能(neng)(neng)的(de)同時，不(bu)降(jiang)低不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)耐晶間腐蝕性(xing)。以氮代(dai)碳(tan)(tan)，開發含氮不(bu)銹鋼(gang)(gang)已成為熱(re)門話題。

  目前，應用的含氮不銹鋼在我國新的國家標準中已有36種，占不銹鋼總數的1/4，其中奧氏體不銹鋼中已有22種，占奧氏體不銹鋼總數的1/3，雙相(xiang)不銹鋼中的含氮不銹鋼已占80％以上，馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼及沉淀硬化型不銹鋼中均有含氮不銹鋼。而含氮不銹鋼又可分為控氮型、中氮型和高氮型三種。控氮型奧氏體不銹鋼是在超低碳（w(w(C)=0.02%~0.03%＝0.02％～0.03％）鉻鎳奧氏體不銹鋼中加入0.05％～0.10％（質量分數）氮，用以提高鋼的強度，使之達到含穩定化元素鈦的奧氏體不銹鋼或普通低碳（w（C）≤0.08％）奧氏體不銹鋼的水平，同時耐晶間腐蝕和晶間應力腐蝕性能優良；中氮型奧氏體不銹鋼是w(N)=0.10%0.40％，在正常大氣壓力條件下冶煉和澆注，所得到的氮合金化奧氏體不銹鋼（包括鉻鎳氮、鉻錳氮和鉻錳鎳氮型鋼）。我國含氮奧氏體不銹鋼基本上屬于中氮型奧氏體不銹鋼，如 022Cr17Ni7N、022Cr19Ni10N、05Cr19Ni10Si2CeN、12Cr17Mn6Ni5N、10Cr17Mn9Ni4N、20Cr15Mn15Ni2N等奧氏體不銹鋼的氮含量都在0.10％～0.30％（質量分數）之間，這類鋼以耐蝕性為主要目的，同時具有較高的強度；高氮型奧氏體不銹鋼的w(N)>0.40%，該類鋼既具有高強度，又具有耐蝕性。目前，國內含氮鋼中只有53Cr21M9Ni4N鋼中的w(N)=0.35%~0.50％，基本上達到高氮鋼標準。現在w(N)=0.8%~1.0%的高氮奧氏體不銹鋼已開始工業化生產，并獲得了實際應用。

  由(you)于高(gao)氮合金鋼(gang)具有較(jiao)高(gao)的(de)強度及(ji)良好的(de)耐蝕性，可作為重要的(de)工程材料，因此(ci)具有廣闊的(de)發展前景。高(gao)氮鋼(gang)的(de)發展潛(qian)力和應用(yong)極具吸引力，并且(qie)含(han)氮不銹鋼(gang)的(de)使用(yong)和需求(qiu)已(yi)擴大并迅速增長。