一、氮的固相溶解度(du)模(mo)型
一般而言，不銹鋼(gang)熔體在凝固過程中首先生成δ-Fe相，而氮在δ-Fe中的溶解度遠低于在液相和奧氏體相中的溶解度（如圖2-42所示，容易使鋼中的氮析出并形成氮氣孔。因此，探究影響固相中氮溶解度的因素，并建立合理的固相溶解度模型，對高氮(dan)不銹鋼的成分設計和凝固過程的控制具有重要意義。
根據(ju) Hillert和(he)Staffansson的(de)正規(gui)溶(rong)(rong)體模(mo)(mo)型，每個(ge)狀態(tai)（相、間(jian)隙(xi)溶(rong)(rong)液和(he)空位(wei)等）可(ke)(ke)由相應(ying)的(de)能量表示，可(ke)(ke)使用兩個(ge)晶(jing)格(ge)，分(fen)別當(dang)作溶(rong)(rong)質(zhi)原子(zi)和(he)間(jian)隙(xi)溶(rong)(rong)質(zhi)原子(zi)。因(yin)為大量的(de)間(jian)隙(xi)位(wei)置不被占(zhan)用，這些空位(wei)則被視為額外(wai)的(de)元素(su)（Va).基(ji)于此模(mo)(mo)型，可(ke)(ke)建(jian)立氮(dan)(dan)(dan)在固相高氮(dan)(dan)(dan)不銹鋼體系中(zhong)的(de)溶(rong)(rong)解度模(mo)(mo)型，以預測氮(dan)(dan)(dan)在固相中(zhong)的(de)平衡氮(dan)(dan)(dan)含量或飽和(he)滲氮(dan)(dan)(dan)量并分(fen)析其(qi)影響因(yin)素(su)。
考慮到固態(tai)與熔體的(de)不(bu)同，以(yi)Fe-Cr-Mn-N合金體系為例，在固態(tai)合金中(zhong)各元素的(de)摩(mo)爾分數(shu)（xN、xi)可(ke)以(yi)轉化(hua)為相應的(de)位置(zhi)分數(shu)（yN、yi):
由于固相體系中氮的溶解度與晶體結構、間隙原子晶格位置等密切相關，需要分別針對典型的γ、δ和α相區建立氮溶解度模型。
1. 氮在γ相中固相溶解度模型的建立
對于Fe-Cr-Mn-N系合金體系，在(zai)固態奧氏(shi)(shi)體（面心(xin)立(li)方結(jie)構）相區，氣相和奧氏(shi)(shi)體相的平衡方程(cheng)可表達(da)為(wei)
2. 氮在δ相和α相中固相溶解度模型的建立
對(dui)于(yu)Fe-Cr-Mn-N系合金體系，在鐵(tie)素體相（體心(xin)立方結(jie)構）中，鐵(tie)晶格中每個(ge)填入(ru)間(jian)隙(xi)位(wei)置的(de)(de)氮原(yuan)子都會阻礙該間(jian)隙(xi)位(wei)置的(de)(de)最(zui)近鄰的(de)(de)三個(ge)間(jian)隙(xi)位(wei)置被其他(ta)氮原(yuan)子占據。因(yin)此，氣相與鐵(tie)素體相的(de)(de)平(ping)衡方程可表達為(wei)下式：
3. 合(he)金中奧(ao)氏體數量和液相(xiang)線(xian)的(de)確定
明確(que)(que)合金凝固(gu)過程的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)轉變，是通過模型計(ji)(ji)算(suan)氮固(gu)相(xiang)(xiang)溶解度的(de)(de)(de)一(yi)個重要基(ji)礎。其(qi)中，確(que)(que)定鋼種(zhong)的(de)(de)(de)液相(xiang)(xiang)線溫度TL和(he)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)與鐵素體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)數量或比例(li)尤為重要。近年來(lai)，研究人員利(li)用熱(re)力學數據(ju)計(ji)(ji)算(suan)了合金元素與相(xiang)(xiang)平衡的(de)(de)(de)關系，以鋼的(de)(de)(de)化學成分和(he)熱(re)處理溫度作(zuo)為計(ji)(ji)算(suan)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)數量的(de)(de)(de)基(ji)礎，根據(ju)SGTE熱(re)力學數據(ju)庫進行(xing)計(ji)(ji)算(suan)，得出奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)線性方程式(shi)如下：
根據(ju)鋼的(de)(de)化學成分和(he)固溶(rong)溫(wen)(wen)度(du)，按此方程式即可計算出在不同(tong)(tong)溫(wen)(wen)度(du)下的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)數量，計算數據(ju)與實驗(yan)結(jie)果吻(wen)合得很好。吳忠忠等利用奧氏(shi)體(ti)線性方程和(he)固溶(rong)實驗(yan)研究(jiu)了(le)不同(tong)(tong)固溶(rong)溫(wen)(wen)度(du)下各相(xiang)的(de)(de)含量，奧氏(shi)體(ti)線性方程理論計算的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)數量與實驗(yan)值吻(wen)合得很好，精確(que)度(du)很高。
利用(yong)固(gu)相(xiang)(xiang)氮溶(rong)解度(du)模型，可以(yi)(yi)方(fang)便(bian)地計算出Fe-Cr-Mn-N系合金(jin)在各(ge)溫(wen)(wen)度(du)區間的(de)(de)(de)氮溶(rong)解度(du)曲(qu)(qu)線(xian)。通過擬合前人的(de)(de)(de)研究成果(guo)和奧(ao)氏體(ti)(ti)線(xian)性方(fang)程，可以(yi)(yi)確(que)定(ding)固(gu)相(xiang)(xiang)中鐵素體(ti)(ti)含(han)量為(wei)(wei)80%是(shi)鐵素體(ti)(ti)和奧(ao)氏體(ti)(ti)的(de)(de)(de)理論(lun)分界點，鐵素體(ti)(ti)含(han)量大于80%為(wei)(wei)鐵素體(ti)(ti)區域，該(gai)分界點即為(wei)(wei)氮溶(rong)解度(du)曲(qu)(qu)線(xian)上鐵素體(ti)(ti)全部轉變為(wei)(wei)奧(ao)氏體(ti)(ti)的(de)(de)(de)拐(guai)點。根據鋼(gang)種的(de)(de)(de)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)線(xian)溫(wen)(wen)度(du)，可以(yi)(yi)方(fang)便(bian)地確(que)定(ding)氮溶(rong)解度(du)曲(qu)(qu)線(xian)上由液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)轉變為(wei)(wei)鐵素體(ti)(ti)的(de)(de)(de)拐(guai)點溫(wen)(wen)度(du)。鋼(gang)種不同，液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)線(xian)溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)表(biao)達式也(ye)不盡相(xiang)(xiang)同［54].在本研究中采用(yong)下(xia)式來計算鋼(gang)種的(de)(de)(de)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)線(xian)溫(wen)(wen)度(du)TL.
4. 氮的(de)固相溶解度(du)模型(xing)的(de)驗(yan)證
利用(yong)(yong)前人實(shi)驗(yan)數據，驗(yan)證(zheng)氮(dan)(dan)的固相(xiang)溶(rong)(rong)解度模(mo)(mo)型(xing)的準確性。李光強等對氮(dan)(dan)在合(he)金體系中的溶(rong)(rong)解度進(jin)行了實(shi)驗(yan)研(yan)究(jiu)，直接用(yong)(yong)高純氮(dan)(dan)氣在1473K、0.1MPa下高溫電阻爐(lu)內進(jin)行滲氮(dan)(dan)實(shi)驗(yan)，爐(lu)管兩端封閉以(yi)形成穩定的氣氛。該研(yan)究(jiu)的實(shi)驗(yan)鋼(gang)種成分和固相(xiang)滲氮(dan)(dan)后的氮(dan)(dan)含(han)量見表2-10。利用(yong)(yong)上(shang)述氮(dan)(dan)溶(rong)(rong)解度模(mo)(mo)型(xing)進(jin)行計(ji)(ji)算，其理(li)論計(ji)(ji)算值與(yu)(yu)實(shi)驗(yan)值比較如圖2-43所示，氮(dan)(dan)溶(rong)(rong)解度的模(mo)(mo)型(xing)計(ji)(ji)算值與(yu)(yu)測(ce)量值吻(wen)合(he)良好。
Kunze等對Fe17.26Cr6.42Mn和Fe20.53Cr11.63Mn合(he)金體(ti)系在不同氮氣壓力條件(jian)下，進行(xing)了(le)低(di)溫(wen)(wen)奧(ao)氏(shi)體(ti)、高溫(wen)(wen)奧(ao)氏(shi)體(ti)和δ-Fe的(de)固相滲氮實(shi)驗(yan)研究(jiu)。本(ben)模型(xing)的(de)計算(suan)結果(guo)與其實(shi)驗(yan)結果(guo)的(de)對比見圖2-44和圖2-45。從圖中可(ke)以(yi)看到，實(shi)驗(yan)值與模型(xing)的(de)計算(suan)值吻合得很好，尤(you)其在(zai)δ-Fe相吻(wen)合得更好。但對于(yu)Fe17.26 Cr6.42Mn合金體系在奧(ao)氏體相中(zhong)的實驗點(dian)偏離計算曲線(xian)較大，如圖2-44(a)所示。這可能是由(you)于(yu)在建立模型的過程中(zhong)忽略了δ-Fe相和γ奧氏體兩相共(gong)存階段溶(rong)解度的(de)計(ji)算(suan)，導致模(mo)型的(de)計(ji)算(suan)值(zhi)與實驗值(zhi)存在(zai)一定的(de)偏差。
二、固相(xiang)(xiang)合金體系中氮溶解度模(mo)型的相(xiang)(xiang)關研究
面心(xin)立方結構鐵(tie)中(zhong)氮的濃度(du)可由奧氏體相與(yu)氮氣之間的平衡實(shi)驗得到(dao)，目(mu)前多數實(shi)驗都在912~1394℃范圍內，當溫度(du)更高時(shi)，固體表面的氣體成(cheng)分具有明顯(xian)的不確定性。Hillert和(he)Jarl、曲英和(he)Wada-Pehlk等(deng)分別(bie)給出了鐵(tie)中(zhong)氮濃度(du)與(yu)溫度(du)和(he)氮氣壓(ya)力(li)的關(guan)系式(shi)：
Tsuchiyama等將厚度(du)(du)為0.25~3.0mm的(de)Fe-Cr-Mn 系(xi)合金試(shi)樣(yang)置于(yu)0.1MPa的(de)氮(dan)(dan)氣氛中(zhong)(zhong)，在1473K溫度(du)(du)下(xia)滲氮(dan)(dan)。滲氮(dan)(dan)60min后(hou)(hou)，厚度(du)(du)為0.25mm的(de)Fe12.5Cr 合金試(shi)樣(yang)中(zhong)(zhong)滲氮(dan)(dan)反(fan)應達到(dao)平衡(heng)，試(shi)樣(yang)的(de)平均(jun)氮(dan)(dan)含(han)量(liang)達到(dao)了0.30%,并且試(shi)樣(yang)的(de)平均(jun)氮(dan)(dan)含(han)量(liang)隨著合金中(zhong)(zhong)鉻(ge)、錳元素(su)含(han)量(liang)的(de)增加(jia)(jia)而(er)逐漸增加(jia)(jia)，對于(yu)實(shi)驗Fe24.0Cr20.5Mn合金，滲氮(dan)(dan)反(fan)應平衡(heng)后(hou)(hou)試(shi)樣(yang)的(de)平均(jun)氮(dan)(dan)含(han)量(liang)達到(dao)1.95%.此外，對固態滲氮(dan)(dan)時鋼中(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)的(de)溶解度(du)(du)計算(suan)模(mo)型進行了簡化，并通過固相滲氮(dan)(dan)實(shi)驗數據進行修正(zheng)，給出(chu)了1473K、0.1MPa氮(dan)(dan)氣壓力下(xia)Fe-Cr-Mn系(xi)不銹鋼中(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)溶解度(du)(du)的(de)近似表達式(shi)：
在前人(ren)研究的基礎上，Kunze和Rothe[50]計(ji)算和推導了氮(dan)在奧氏體Fe-Cr-Mn合(he)金中的溶解(jie)度，氮(dan)的活(huo)度系數(shu)YN(以摩(mo)(mo)爾分數(shu)表示）與溫(wen)度及氮(dan)在合(he)金中的摩(mo)(mo)爾分數(shu)xN存在如下關系：
表(biao)(biao)2-11給出了1000~1200℃范圍內，N與(yu)合金元素Cr、Mn的活(huo)度(du)相(xiang)互作(zuo)(zuo)用系(xi)(xi)數和溫度(du)之(zhi)間的關系(xi)(xi)。根據Wagner模型(xing)，超(chao)額(e)吉布斯自(zi)由能可以用活(huo)度(du)相(xiang)互作(zuo)(zuo)用系(xi)(xi)數表(biao)(biao)示為
三、固(gu)相合(he)金體系(xi)中氮(dan)溶解度的影響因素
利用已建立的(de)(de)氮在(zai)(zai)固相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼中(zhong)的(de)(de)溶(rong)(rong)解度(du)模型(xing)，可得出(chu)高氮不(bu)(bu)銹鋼在(zai)(zai)凝固過(guo)程(cheng)中(zhong)隨溫度(du)變化時氮在(zai)(zai)不(bu)(bu)同相(xiang)區的(de)(de)溶(rong)(rong)解度(du)變化曲線，以明晰氮氣分(fen)壓和(he)鉻、錳等(deng)典(dian)型(xing)合金(jin)元素(su)對氮溶(rong)(rong)解的(de)(de)影響。
研究結(jie)果(guo)表明，在凝固(gu)過程(cheng)(cheng)中氮(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)度(du)受相(xiang)轉變(bian)的(de)(de)(de)影響明顯，在相(xiang)變(bian)點處(chu)氮(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)度(du)會(hui)有(you)突變(bian)。隨著(zhu)鋼(gang)液(ye)溫度(du)的(de)(de)(de)降低，氮(dan)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)度(du)會(hui)逐漸增加；在凝固(gu)初期，δ相(xiang)的(de)(de)(de)產(chan)生導致氮(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)度(du)急(ji)劇降低；當鋼(gang)中開(kai)始析出γ相(xiang)時，氮(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)度(du)又會(hui)增大(da)，并且隨著(zhu)γ相(xiang)的(de)(de)(de)增多，氮(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)度(du)逐漸增大(da)。固(gu)液(ye)兩相(xiang)區(qu)氮(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)度(du)最小，在析出的(de)(de)(de)高溫鐵素體與液(ye)相(xiang)界面處(chu)最容(rong)易產(chan)生氮(dan)氣(qi)泡。在實際冶(ye)煉過程(cheng)(cheng)中，8相(xiang)區(qu)的(de)(de)(de)氮(dan)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)度(du)決定了在凝固(gu)過程(cheng)(cheng)中是否產(chan)生氮(dan)氣(qi)孔(kong)。
1. 氮(dan)氣壓力對(dui)合金(jin)體(ti)系(xi)氮(dan)溶(rong)解(jie)度的影響
我們(men)利(li)用(yong)建(jian)立的(de)氮(dan)在不銹鋼熔(rong)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)及氮(dan)在γ相(xiang)(xiang)(xiang)、δ相(xiang)(xiang)(xiang)和(he)α相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)溶(rong)解度(du)模型，對Fe-18Cr-18Mn合金體(ti)(ti)系(xi)在不同氮(dan)氣壓(ya)(ya)力(li)（0.02MPa、0.1MPa和(he)0.6MPa)條件下，氮(dan)在該合金體(ti)(ti)系(xi)不同相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)溶(rong)解度(du)進(jin)行了計算，結(jie)果如(ru)圖2-46所示(shi)。隨著體(ti)(ti)系(xi)氮(dan)氣壓(ya)(ya)力(li)的(de)增(zeng)(zeng)加，δ-Fe相(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)逐(zhu)漸(jian)減小，當氮(dan)氣壓(ya)(ya)力(li)增(zeng)(zeng)至(zhi)0.6MPa時，8-Fe相(xiang)(xiang)(xiang)完(wan)全消失，凝(ning)(ning)固過(guo)程中(zhong)(zhong)氮(dan)直接由液(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)進(jin)入γ奧氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)。提高(gao)體(ti)(ti)系(xi)氮(dan)氣壓(ya)(ya)力(li)不僅可以(yi)提高(gao)各(ge)相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)氮(dan)的(de)溶(rong)解度(du)，還可以(yi)減小δ-Fe區(qu)域，有效地(di)抑制凝(ning)(ning)固過(guo)程中(zhong)(zhong)氮(dan)的(de)析出。目前，常(chang)見的(de)高(gao)氮(dan)鋼制備工藝基本上都是(shi)采(cai)用(yong)增(zeng)(zeng)加氮(dan)氣壓(ya)(ya)力(li)，如(ru)高(gao)壓(ya)(ya)氮(dan)氣氣氛下的(de)感應熔(rong)煉、高(gao)壓(ya)(ya)氮(dan)氣氣氛下的(de)電渣重熔(rong)、高(gao)壓(ya)(ya)電弧爐熔(rong)煉等。
2. 合金成分對合金體系(xi)氮溶解度的影響
研究表(biao)明(ming)(ming)，Cr、Mn等常用合(he)金(jin)元(yuan)素均能增大氮(dan)的(de)(de)固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)溶解(jie)度(du)。為了(le)探究合(he)金(jin)元(yuan)素含(han)量(liang)(liang)對氮(dan)固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)溶解(jie)度(du)的(de)(de)影響規律，Tsuchiyama等基于實驗繪(hui)制了(le)1473K、0.1MPa氮(dan)氣壓力下Fe-Cr和Fe-Mn二元(yuan)合(he)金(jin)的(de)(de)平衡(heng)氮(dan)含(han)量(liang)(liang)與(yu)Cr或Mn含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)關系(xi)［圖(tu)2-47(a)].結(jie)果表(biao)明(ming)(ming)，提高兩(liang)種元(yuan)素的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)都增加(jia)(jia)(jia)了(le)氮(dan)的(de)(de)溶解(jie)度(du)，其中Cr元(yuan)素較Mn元(yuan)素更能有效地(di)增加(jia)(jia)(jia)鋼中氮(dan)的(de)(de)溶解(jie)度(du)。例如，添加(jia)(jia)(jia)23%Cr可增加(jia)(jia)(jia)平衡(heng)氮(dan)含(han)量(liang)(liang)至(zhi)超(chao)高氮(dan)（1%N)的(de)(de)水(shui)平，而(er)添加(jia)(jia)(jia)25%Mn時(shi)平衡(heng)氮(dan)含(han)量(liang)(liang)也僅能達到0.15%。圖(tu)2-47(b)所(suo)示的(de)(de)等氮(dan)含(han)量(liang)(liang)圖(tu)也證實了(le)這一點，達到相(xiang)(xiang)同的(de)(de)氮(dan)固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)溶解(jie)度(du)所(suo)需的(de)(de)Cr含(han)量(liang)(liang)明(ming)(ming)顯(xian)低于Mn含(han)量(liang)(liang)。
即便如此，Mn也是高(gao)氮(dan)鋼(gang)中一種(zhong)重要的(de)(de)合(he)金(jin)元素(su)(su)，因此，Cr和Mn同(tong)時添加對平(ping)(ping)衡(heng)氮(dan)含(han)(han)量的(de)(de)影響也是研究的(de)(de)重點之一。圖2-47(a)進一步(bu)出了(le)Fe-20Mn-Cr三元基合(he)金(jin)中的(de)(de)平(ping)(ping)衡(heng)氮(dan)含(han)(han)量與Cr含(han)(han)量的(de)(de)關(guan)系。值得注(zhu)意(yi)的(de)(de)是，在Fe-20Mn-Cr合(he)金(jin)中實(shi)驗測(ce)量的(de)(de)氮(dan)含(han)(han)量，遠高(gao)于Fe-20Mn與Fe-Cr系氮(dan)溶(rong)解(jie)度的(de)(de)加和。這意(yi)味著Cr和Mn的(de)(de)協同(tong)作用(yong)顯著提高(gao)了(le)鋼(gang)中氮(dan)的(de)(de)溶(rong)解(jie)度。這反映了(le)Cr、Mn和N這三種(zhong)元素(su)(su)之間存在相(xiang)互作用(yong)，具體(ti)表現為溶(rong)解(jie)度表達式中Cr、Mn元素(su)(su)對N的(de)(de)二階交叉(cha)活(huo)度相(xiang)互作用(yong)系數較(jiao)大(da)。
除了合金(jin)元(yuan)素(su)含(han)量對氮溶(rong)解(jie)度高低的影響，不(bu)銹鋼(gang)中不(bu)同合金(jin)元(yuan)素(su)對凝固過程中不(bu)同相區氮溶(rong)解(jie)度的變化(hua)也(ye)具有顯著的影響，一般(ban)可(ke)分(fen)為兩大類(lei)進行(xing)討論，即(ji)鐵素(su)體形成(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)（Cr、Mo和Si等）和奧氏體形成(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)（Ni、Mn、C和N等）。
在(zai)(zai)0.1MPa下幾種Fe-Cr合金中(zhong)氮(dan)溶(rong)解(jie)(jie)(jie)度(du)(du)隨(sui)著(zhu)溫度(du)(du)變化的(de)(de)規律如圖2-42所示。存在(zai)(zai)如下特點：隨(sui)著(zhu)凝固的(de)(de)進行，氮(dan)溶(rong)解(jie)(jie)(jie)度(du)(du)在(zai)(zai)8-Fe 區(qu)域(yu)出(chu)現突(tu)降，到奧氏(shi)體(ti)區(qu)域(yu)氮(dan)含量又急(ji)劇增(zeng)加(jia)。隨(sui)著(zhu)合金中(zhong)Cr含量的(de)(de)增(zeng)加(jia)，氮(dan)溶(rong)解(jie)(jie)(jie)度(du)(du)快速上升，但在(zai)(zai)各溫度(du)(du)范圍中(zhong)的(de)(de)上升幅(fu)度(du)(du)不(bu)同，尤其(qi)在(zai)(zai)奧氏(shi)體(ti)區(qu)的(de)(de)升幅(fu)特別(bie)大(da)(da)。當Cr含量高于8.1%時，奧氏(shi)體(ti)區(qu)的(de)(de)氮(dan)溶(rong)解(jie)(jie)(jie)度(du)(du)已明(ming)顯大(da)(da)于相(xiang)應液(ye)相(xiang)中(zhong)氮(dan)的(de)(de)溶(rong)解(jie)(jie)(jie)度(du)(du)。同時，隨(sui)著(zhu)Cr含量的(de)(de)提高，凝固過程中(zhong)8-Fe區(qu)域(yu)也逐漸增(zeng)大(da)(da)。
相(xiang)(xiang)反地，鋼中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)奧氏(shi)體(ti)形成(cheng)元(yuan)素(su)，可(ke)(ke)(ke)使(shi)凝(ning)(ning)固(gu)(gu)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong) δ-Fe 區(qu)域逐漸減小。圖(tu)(tu)2-48(a)為(wei)不同Mn含(han)(han)(han)量鋼（合金成(cheng)分見表2-12)中(zhong)(zhong)(zhong)氮(dan)的(de)溶(rong)解(jie)度(du)(du)隨(sui)溫(wen)度(du)(du)變化的(de)曲線。結果表明(ming)：隨(sui)著Mn含(han)(han)(han)量的(de)提(ti)(ti)高(gao)，在(zai)液相(xiang)(xiang)與(yu)固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)氮(dan)的(de)溶(rong)解(jie)度(du)(du)也(ye)(ye)會(hui)隨(sui)之增大；Mn是(shi)強奧氏(shi)體(ti)形成(cheng)元(yuan)素(su)，隨(sui)著Mn含(han)(han)(han)量的(de)提(ti)(ti)高(gao)，凝(ning)(ning)固(gu)(gu)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)8相(xiang)(xiang)區(qu)逐漸減小，甚至可(ke)(ke)(ke)能(neng)消失。從(cong)(cong)(cong)圖(tu)(tu)中(zhong)(zhong)(zhong)8.0%Mn鋼的(de)氮(dan)溶(rong)解(jie)度(du)(du)計算結果可(ke)(ke)(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，在(zai)凝(ning)(ning)固(gu)(gu)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)未出(chu)現(xian)8相(xiang)(xiang)區(qu)。同時，利用建立的(de)固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)氮(dan)溶(rong)解(jie)度(du)(du)模型對Fe-4Cr-16Mn合金進(jin)行了計算，結果如圖(tu)(tu)2-48(b)所示(shi)。從(cong)(cong)(cong)圖(tu)(tu)中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)(ke)(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，在(zai)Fe-4Cr-16Mn合金體(ti)系從(cong)(cong)(cong)液相(xiang)(xiang)凝(ning)(ning)固(gu)(gu)的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)也(ye)(ye)沒(mei)有(you)出(chu)現(xian)δ-Fe相(xiang)(xiang)區(qu)，與(yu)文獻中(zhong)(zhong)(zhong)報(bao)道一致(zhi)。因此，適當提(ti)(ti)高(gao)合金體(ti)系中(zhong)(zhong)(zhong)奧氏(shi)體(ti)形成(cheng)元(yuan)素(su)的(de)含(han)(han)(han)量，有(you)助于減少氮(dan)在(zai)其(qi)凝(ning)(ning)固(gu)(gu)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)析出(chu)趨勢，從(cong)(cong)(cong)而(er)有(you)效避(bi)免高(gao)氮(dan)鋼在(zai)凝(ning)(ning)固(gu)(gu)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)氮(dan)氣孔的(de)形成(cheng)。
