武汉不锈钢装饰工程/武汉不锈钢装饰工程公司

    不锈钢增“氮”研究成热点  
    一般认为，基体组织为奥氏体且含氮量超过0.4%，或基体组织为铁素体且含氮量超过0.08%的钢才可称为高氮钢。在常压下，氮在钢中的溶解度非常低，加入很困难。同时，在高压下熔炼的技术难度大，熔炼铸造的设备又十分复杂和昂贵，因此限制了高氮不锈钢的发展。随着AOD炉外精炼技术的工业应用，使得氮的加入和控制问题得到了一定程度的解决，也促进了高氮不锈钢的发展。同时，随着资源短缺问题的日益突出，高氮不锈钢再次成为研究的热点。
    国外研究主要包括以下几个方面：
    一、武汉不锈钢装饰工程--固溶氮对组织结构的影响
    氮的性质与碳类似，是生成间隙相的主要元素，这是由它较小的原子尺寸和电子层结构所决定的。在奥氏体不锈钢中，氮绝大部分固溶于奥氏体中，固溶于铁素体中的氮量很少（奥氏体钢中都存在少量铁素体），在铁素体-奥氏体双相不锈钢中推测氮的分配系数为0.23~0.25。氮在扩大奥氏体区和稳定奥氏体的作用约为镍的25倍。在常规的18-8型奥氏体不锈钢中会有少量铁素体存在，随钢中含碳量的降低，铁素体量将增加，而加入氮则弥补了碳含量降低对组织带来的不利影响。随氮含量的增加，该钢种中的铁素体量减少，同时氮含量的增加使铁素体逐渐由网状、长条状向短棒状、孤岛状转变，从而降低了网状铁素体对奥氏体钢强度和塑性的不良影响。
    二、武汉不锈钢装饰工程--金属碳、氮化物的弥散现象
    金属学中，有关冶炼和凝固过程中的动力学和热力学问题已经得到了系统研究，但是当Cr、Mn、N和C等元素共同存在于固溶体中时，碳、氮化物会对第二相的析出造成很大影响。当氮含量超过奥氏体的固溶极限时就会以氮化物形式析出，但是对优先析出相还没有定论，一般认为是Cr2N相。目前有关碳、氮元素在高氮奥氏体中的溶解和析出规律研究工作较少，有必要进行探索，从而根据实际需要控制其固溶与沉淀析出行为。
    氮与钢中合金元素的相互作用主要表现在氮化物的弥散现象。在奥氏体钢中存在许多弥散氮化物，主要是Cr2N。在含有Ti和Nb的钢中，会有TiN和NbN形成。在含有Nb的AISI347钢中，碳与铌结合成NbC或氮与铌结合成NbN均可提高它们在奥氏体中的溶解度，尽管NbN溶解度要比NbC小得多。在双相钢中，氮延缓金属间化合物弥散析出和氮强烈的奥氏体稳定作用，对不锈钢的相比例平衡和改善焊接性能很重要。氮在马氏体钢中与其他元素形成氮化物分布于晶界上，提高硬化能力，防止高温回火时奥氏体和铁素体晶粒的长大。综上所述，氮在不锈钢中主要通过氮的固溶强化、氮化物的弥散强化和晶粒细化三种途径来改善钢的性能。
    三、武汉不锈钢装饰工程--氮气加压熔炼法：氮含量高工艺复杂
    在加压氮气气氛下进行熔炼和浇注对于高氮不锈钢的生产是必不可少的。氮气加压熔炼高氮钢有两个基本的机理：，在氮气-熔体的界面上发生N2=2N反应，双原子氮气分解成单原子氮，并被熔体吸收；第二，直接往液态渣或熔体中加入金属的氮化物或其复合物。
    大熔池法是目前在单个生产单元完成高氮钢制备的工业化生产方法。和其他高氮钢制备技术相比，该方法具有以下优点：钢水可来自EAF、IF、AOD、VOD等精炼设备；生产率可提高5倍~10倍，具有较低的电能消耗；理论上可制造各种规格的产品；可达到理论上可能的氮溶解度，氮和其他元素分布均匀；可生产高纯净和特殊结构钢等。但同时，相对于传统工艺而言，该方法工厂建设更加复杂，设备比较昂贵，而且需要专业技能的人去操作，人工成本比较高。鉴于目前高氮钢没有得到广泛应用，工厂产量有限，投资回报率低，限制了其发展。
    目前，国内外采用粉末冶金法生产高氮不锈钢主要有以下几种方式：种是通过各种途径先制得高氮不锈钢粉末，然后用模压烧结、粉末锻轧等传统粉末冶金成形技术加工成高氮不锈钢产品；第二种是将不含氮的不锈钢粉末用注射成形等方式加工成坯后，在烧结过程中进行氮化处理；第三种是将制备高氮不锈钢粉末和后续烧结工艺中进行吸氮处理二者相结合制备高氮不锈钢。
    用粉末冶金技术生产含氮材料有如下优点：粉末冶金材料的晶粒很细而造成Hall-Petch（霍尔-佩奇）强化等效应。它还含大量细小沉淀物，可通过弥散和沉淀强化提供很高的性能。若用高氮钢水制粉，通过快速冷却，可使材料中含有过饱和的间隙氮。利用粉末冶金制备高氮不锈钢与高压冶金相比，投资规模小。
    国外一直热衷于对高氮不锈钢的研究，并且取得了丰富的成果。关于高氮不锈钢的基础研究、性能研究、使用性能如焊接性能研究和新材料的开发都有了新的发展，并且发展速度相当快。
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