大量事實已證實,向奧氏體不銹鋼中加入高氮量所獲得的高氮奧氏體(ti)不(bu)銹鋼,其固溶態屈服強度可達1100MPa,遠超過奧氏體沉淀硬化不銹鋼時效后的水平,若再經冷加工,則可高達3000MPa以上(圖5.35),與超高強度的同時,隨含氮量增加,高氮奧氏體不銹鋼的斷裂韌性并不顯著降低(圖5.36),而目前316(0Cr17Ni12Mo2)奧氏體不銹鋼固溶態的屈服強度僅約250MPa,60%冷加工后也僅約1000MPa。


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  高(gao)氮(dan)奧氏(shi)體不銹鋼一(yi)般(ban)系指鋼中含(han)氮(dan)量>0.4%或(huo)≥0.5%的那(nei)些牌(pai)號。


  前述(shu)(AISI 200系(xi))鉻錳(meng)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼加氮(dan),最初是(shi)以節鎳獲得具有奧(ao)氏體(ti)組織的(de)(de)節鎳不(bu)銹(xiu)鋼為主(zhu)要目的(de)(de),強度的(de)(de)增加等則是(shi)加氮(dan)后的(de)(de)必然結果,而(er)高氮(dan)鉻錳(meng)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)發展則是(shi)20世(shi)紀60年代(dai)以來高氮(dan)鋼開發的(de)(de)一個新領域,主(zhu)


  要目標是在(zai)具有一定不銹耐(nai)蝕性(xing)的(de)(de)前提下向(xiang)鋼(gang)中加入高(gao)氮量(liang)以(yi)獲(huo)得綜合(he)性(xing)能優良的(de)(de)高(gao)強度和(he)超高(gao)強度的(de)(de)高(gao)氮鉻錳(meng)奧氏體不銹鋼(gang)。


  開發在固溶態便(bian)具有(you)的超高(gao)(gao)強(qiang)度、高(gao)(gao)氮(dan)鉻錳奧氏體不銹鋼,一(yi)方面高(gao)(gao)溫下(xia)鋼液中(zhong)(zhong)(zhong)能溶解足夠高(gao)(gao)的氮(dan)量(liang),另一(yi)方面在鋼液凝(ning)固過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong),鋼中(zhong)(zhong)(zhong)氮(dan)量(liang)又不會從(cong)鋼中(zhong)(zhong)(zhong)逸出而形(xing)成(cheng)氣泡(pao)。


  由于鉻和錳均能(neng)顯著增(zeng)加氮(dan)(dan)在鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)(de)(de)溶(rong)解度,因此,在約含18%Cr的(de)(de)(de)(de)鉻鎳(nie)奧氏體不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)基礎上(shang)降鎳(nie)提(ti)錳,既(ji)節鎳(nie)又可(ke)(ke)達(da)到提(ti)高鋼(gang)(gang)(gang)中氮(dan)(dan)量的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。20世紀80年代初(chu)問世的(de)(de)(de)(de)一些(xie)牌號,例(li)如(ru)1Cr18Mn18N(相當于德國(guo)牌號X10CrMn1818)無(wu)磁不銹鋼(gang)(gang)(gang),含氮(dan)(dan)量可(ke)(ke)達(da)0.40%~0.60%,國(guo)內外(wai)(wai)已(yi)大(da)(da)量用于制(zhi)造大(da)(da)型(xing)(xing)發電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)(de)護環(huan),這是具有代表(biao)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)高強度且無(wu)磁鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)典(dian)型(xing)(xing)用途。國(guo)內系采用電(dian)(dian)弧爐(lu)冶(ye)煉加電(dian)(dian)渣重熔工藝進行大(da)(da)量生產(chan),成品性(xing)(xing)能(neng)已(yi)達(da)到了(le)國(guo)外(wai)(wai)同類(lei)產(chan)品的(de)(de)(de)(de)水平(ping)。表(biao)5.27列(lie)出了(le)國(guo)產(chan)1Cr18Mn18N鋼(gang)(gang)(gang)護環(huan)的(de)(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)與國(guo)外(wai)(wai)技術(shu)要求(qiu)的(de)(de)(de)(de)對比。可(ke)(ke)以看(kan)出:此鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)屈服強度在固溶(rong)態已(yi)達(da)≥1000MPa的(de)(de)(de)(de)水平(ping)。


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  由(you)于(yu)降鎳(nie)提錳(meng)(meng)(meng),目(mu)前發展的(de)高(gao)(gao)氮鉻(ge)(ge)錳(meng)(meng)(meng)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼大多是高(gao)(gao)錳(meng)(meng)(meng)量且不(bu)含(han)或僅含(han)少(shao)量鎳(nie),為了適應更(geng)高(gao)(gao)氮量的(de)鉻(ge)(ge)錳(meng)(meng)(meng)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼生產(chan)的(de)需要,正在(zai)開發的(de)冶煉工(gong)藝有加壓(ya)下(xia)鋼液(ye)氮合(he)金(jin)化(hua)法(如(ru)加壓(ya)電渣(zha)爐冶煉并(bing)澆注)和(he)鋼固態氮合(he)金(jin)化(hua)法(如(ru)粉末冶金(jin)法)等。


  由于高氮鉻錳(meng)奧氏體不銹(xiu)鋼熱加(jia)工(gong)塑(su)性低是因(yin)為鋼中硫的偏析和氮化(hua)(hua)物以及碳、氮化(hua)(hua)物的析出的結果(guo)(guo),因(yin)此,在(zai)冶煉過程中進行鋼的鈣處理(加(jia)入適量(liang)鈣)試驗,已取得了較(jiao)明顯的改善(shan)鋼熱塑(su)性的效果(guo)(guo)。






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