bet36体育网站

导航
本站首页 产品中心 新闻中心 成功案例 关于我们 联系我们
bet36体育网站-bet36体育网站app|首页!欢迎您 >成功案例

bet36:0716氮对不锈钢的作用有哪些

作者:bet36体育网站已浏览: 83次 日期:2020-07-22

bet36体育网站在最初的冶金研究中,氮一直被认为是钢中的有害气体,它的存在会导致钢变脆,并且由于当时的冶炼水平和技术条件较为落后,在常压下向钢中加入的氮含量不是很高,所以不进行氮合金化。直到二十世纪初,最早研究得出了氮的存在对不锈钢的力学性能以及稳定奥氏体的能力有着积极的影响。在这之后,对氮元素可以提升不锈钢的耐腐蚀性能进行了有效的论证。从二十世纪三十年代到四十年代后期,镍资源由于二战的原因极度缺乏,促使了大批的专家学者投身到以氮代镍的研究浪潮之中,此时,氮在钢中的作用才真正被重视起来。德国率先研发出了以锰、氮代镍的不锈钢,也就是俗称的200系列不锈钢。五十年代,随着冶炼工艺的进步,AOD工艺的成熟大大的提高了应用氮元素完成不锈钢合金化的可能性,随之含氮钢开始进入量产阶段。在这个阶段,极大的丰富了氮对钢的力学性能和耐腐蚀性能方面的研究,为以后含氮钢乃至高氮钢的飞速发展奠定了理论基础。二十世纪八十年代到九十年代,随着加压冶炼设备发展,高氮钢的研究开发呈现井喷式增长,先后开发出了一大批高含氮量的钢种,这些钢种的显著特征是具有高强度、高韧性、良好的加工硬化性能以及优异的耐腐蚀性能。到目前为止,已经拥有数十种两大系列(AISI200系列以及AISI200系列)的高氮钢被研发出来。

广泛的研究证明,在钢中添加氮可以起到强化作用,氮含量达到0.8%,钢的强度显著提高,但是断裂韧性却没有降低,在退火后,屈服强度和抗拉强度均比传统钢种提升了2~3倍。研究结果表明,钢中的氮含量提高到2%以上时,钢材的强度比传统的未添加氮元素的奥氏体不锈钢提高了400%。氮在钢中的存在主要由以下两种形式:一是以溶解态的形式存在,二是以氮化合物的形式存在。氮可以增加奥氏体不锈钢强度的原因与以上两种形态有着必然的关联,溶解态的氮起到固溶强化的作用;而氮化物形态的氮则起到了沉淀析出强化的作用。

碳和氮在钢中的是以间隙原子的形态存在的,在铁的面心立方体中形成间隙固溶体,虽然氮的原子半径要比碳小,但是氮在铁的面心立方体中可以产生更大的晶格膨胀扭曲,对奥氏体不锈钢受外力时产生的位错运动有阻碍的效果。使钢材的抗拉强度、屈服强度、蠕变强度得到了提升,伸长率略有下降,此时,氮元素起到了间隙固溶强化的作用。

氮对于改善奥氏体不锈钢的耐点蚀性所起到的作用是显而易见的,郎宇平教授在超级高氮奥氏体不锈钢的研究中指出,在耐点蚀性能方面超级高氮奥氏体不锈钢几乎可以与镍基合金相媲美。为了说明氮在点腐蚀过程中的作用机理,人们提出了很多假设,但是目前尚存争议,主要有以下几个方面的论证:

在奥氏体不锈钢中,由于一些溶质元素在晶界的偏析,也使得奥氏体不锈钢易发生敏化从而导致晶间腐蚀。关于晶间腐蚀的机理,目前被广为接受的是晶界贫铬理论。氮元素的加入可以一定程度上增强奥氏体不锈钢的抗敏化能力,尽管其动力学机理尚未明确,但是大量的实验证明,当氮含量达到0.15%左右时,敏化被抑制。