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(shi)體不銹鋼,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。


高氮(dan)(dan)奧氏體不銹鋼(gang)一般系指鋼(gang)中含氮(dan)(dan)量>0.4%或≥0.5%的那些牌號。
前(qian)述(shu)(AISI 200系)鉻(ge)錳奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼加(jia)(jia)氮(dan),最(zui)初是以節鎳獲得具有奧(ao)(ao)氏體組織的(de)(de)(de)節鎳不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼為主(zhu)要目(mu)的(de)(de)(de),強度的(de)(de)(de)增加(jia)(jia)等則(ze)是加(jia)(jia)氮(dan)后的(de)(de)(de)必(bi)然結果(guo),而高(gao)氮(dan)鉻(ge)錳奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)發(fa)展則(ze)是20世紀60年代以來高(gao)氮(dan)鋼開(kai)發(fa)的(de)(de)(de)一個新領域,主(zhu)
要(yao)目標是在具有一定(ding)不銹耐蝕(shi)性的(de)前提下向(xiang)鋼中加入高(gao)(gao)氮(dan)量(liang)以(yi)獲(huo)得綜合性能優良的(de)高(gao)(gao)強度(du)和超高(gao)(gao)強度(du)的(de)高(gao)(gao)氮(dan)鉻錳(meng)奧氏體不銹鋼。
開發在固溶(rong)態(tai)便具有的超高(gao)強度、高(gao)氮(dan)鉻錳奧(ao)氏體不銹鋼(gang)(gang)(gang),一方(fang)面高(gao)溫下鋼(gang)(gang)(gang)液中(zhong)(zhong)能(neng)溶(rong)解足夠高(gao)的氮(dan)量,另一方(fang)面在鋼(gang)(gang)(gang)液凝固過程中(zhong)(zhong),鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)氮(dan)量又不會從鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)逸(yi)出而形成氣泡。
由于鉻和錳(meng)均能(neng)顯著增加(jia)氮在鋼(gang)中的(de)溶(rong)解度(du)(du)(du),因此(ci),在約(yue)含18%Cr的(de)鉻鎳奧氏體不(bu)銹鋼(gang)的(de)基(ji)礎上降鎳提錳(meng),既節鎳又可(ke)達(da)(da)到提高鋼(gang)中氮量的(de)目的(de)。20世紀(ji)80年代初(chu)問世的(de)一些牌號(hao),例如1Cr18Mn18N(相當于德國(guo)牌號(hao)X10CrMn1818)無(wu)(wu)磁(ci)不(bu)銹鋼(gang),含氮量可(ke)達(da)(da)0.40%~0.60%,國(guo)內外已(yi)大(da)(da)量用于制造大(da)(da)型(xing)發電機的(de)護(hu)(hu)環,這是具有代表(biao)性(xing)(xing)的(de)高強(qiang)度(du)(du)(du)且(qie)無(wu)(wu)磁(ci)鋼(gang)的(de)典(dian)型(xing)用途。國(guo)內系采用電弧爐(lu)冶煉加(jia)電渣重(zhong)熔工(gong)藝(yi)進行大(da)(da)量生產,成品性(xing)(xing)能(neng)已(yi)達(da)(da)到了國(guo)外同類(lei)產品的(de)水(shui)平。表(biao)5.27列出了國(guo)產1Cr18Mn18N鋼(gang)護(hu)(hu)環的(de)力學性(xing)(xing)能(neng)與國(guo)外技術(shu)要求的(de)對比(bi)。可(ke)以看出:此(ci)鋼(gang)的(de)屈服強(qiang)度(du)(du)(du)在固溶(rong)態已(yi)達(da)(da)≥1000MPa的(de)水(shui)平。

由于降(jiang)鎳(nie)提錳,目前發(fa)展的高氮(dan)(dan)(dan)鉻錳奧氏體不(bu)(bu)銹鋼大多是高錳量且不(bu)(bu)含或僅含少量鎳(nie),為了(le)適應(ying)更高氮(dan)(dan)(dan)量的鉻錳奧氏體不(bu)(bu)銹鋼生產的需要(yao),正在開(kai)發(fa)的冶煉工藝有加壓(ya)下鋼液氮(dan)(dan)(dan)合(he)(he)金化法(如(ru)加壓(ya)電渣(zha)爐冶煉并澆(jiao)注)和鋼固態氮(dan)(dan)(dan)合(he)(he)金化法(如(ru)粉末冶金法)等。
由(you)于高氮(dan)鉻(ge)錳(meng)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)熱(re)加工塑性低是(shi)因為(wei)鋼(gang)(gang)中硫的(de)偏析和氮(dan)化物以及碳(tan)、氮(dan)化物的(de)析出的(de)結果,因此,在冶煉(lian)過(guo)程中進行鋼(gang)(gang)的(de)鈣(gai)處理(加入適量(liang)鈣(gai))試驗,已(yi)取得了(le)較明顯的(de)改善鋼(gang)(gang)熱(re)塑性的(de)效果。

