一、氮(dan)的固(gu)相溶解度模型(xing)
一般而言，不銹(xiu)鋼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(gang)的成分設計和凝固過程的控制具有重要意義。
根據 Hillert和Staffansson的(de)正規(gui)溶(rong)(rong)體(ti)(ti)模(mo)型(xing)，每個狀態（相(xiang)(xiang)、間隙(xi)(xi)溶(rong)(rong)液和空位(wei)等）可由(you)相(xiang)(xiang)應(ying)的(de)能量(liang)表示，可使用兩個晶格，分(fen)別(bie)當作溶(rong)(rong)質(zhi)原子(zi)和間隙(xi)(xi)溶(rong)(rong)質(zhi)原子(zi)。因為大量(liang)的(de)間隙(xi)(xi)位(wei)置不(bu)被占用，這些(xie)空位(wei)則被視為額(e)外的(de)元素（Va).基于(yu)此模(mo)型(xing)，可建立氮(dan)(dan)在固相(xiang)(xiang)高氮(dan)(dan)不(bu)銹鋼體(ti)(ti)系(xi)中(zhong)的(de)溶(rong)(rong)解度模(mo)型(xing)，以預測氮(dan)(dan)在固相(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)平衡氮(dan)(dan)含量(liang)或飽和滲氮(dan)(dan)量(liang)并分(fen)析其(qi)影響因素。
考慮到固態與熔體的(de)不同，以(yi)Fe-Cr-Mn-N合金體系為例(li)，在固態合金中各元素的(de)摩(mo)爾分(fen)數(shu)（xN、xi)可以(yi)轉(zhuan)化為相應的(de)位置分(fen)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(dan)在(zai)γ相(xiang)中固相(xiang)溶(rong)解(jie)度模(mo)型的建立(li)
對(dui)于Fe-Cr-Mn-N系合金體系，在固態(tai)奧氏體（面心立方結(jie)構）相(xiang)區(qu)，氣相(xiang)和奧氏體相(xiang)的平衡方程(cheng)可表達為
2. 氮在δ相和α相中固相溶解度模型的建立
對于Fe-Cr-Mn-N系(xi)合金(jin)體系(xi)，在鐵素體相(xiang)（體心立方結構）中，鐵晶格中每個(ge)填入間(jian)隙(xi)(xi)位(wei)置(zhi)的氮原(yuan)子(zi)都(dou)會(hui)阻礙該間(jian)隙(xi)(xi)位(wei)置(zhi)的最近鄰的三個(ge)間(jian)隙(xi)(xi)位(wei)置(zhi)被其他氮原(yuan)子(zi)占(zhan)據。因此，氣(qi)相(xiang)與鐵素體相(xiang)的平衡方程可表達為下式：
3. 合金中奧氏體數(shu)量和(he)液相線的(de)確定
明(ming)確合金凝固(gu)過程(cheng)的(de)(de)相(xiang)(xiang)轉變，是(shi)通過模型計算(suan)氮固(gu)相(xiang)(xiang)溶解度(du)的(de)(de)一個(ge)重要(yao)(yao)基(ji)礎。其中，確定鋼種的(de)(de)液相(xiang)(xiang)線溫(wen)(wen)度(du)TL和奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)與(yu)鐵素(su)體(ti)的(de)(de)數(shu)量或比(bi)例(li)尤為重要(yao)(yao)。近年來，研(yan)究人員利(li)用熱(re)力(li)學(xue)數(shu)據計算(suan)了(le)合金元素(su)與(yu)相(xiang)(xiang)平衡的(de)(de)關系(xi)，以鋼的(de)(de)化學(xue)成分和熱(re)處理溫(wen)(wen)度(du)作為計算(suan)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)數(shu)量的(de)(de)基(ji)礎，根據SGTE熱(re)力(li)學(xue)數(shu)據庫進行計算(suan)，得出奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)線性方(fang)程(cheng)式如(ru)下：
根據(ju)鋼的(de)化學成分和固溶溫度(du)，按此方程式即(ji)可(ke)計(ji)(ji)算出(chu)在不同溫度(du)下的(de)奧氏體(ti)數量，計(ji)(ji)算數據(ju)與實驗結果吻合得(de)很好(hao)(hao)。吳忠忠等利用奧氏體(ti)線性方程和固溶實驗研究了不同固溶溫度(du)下各相的(de)含量，奧氏體(ti)線性方程理論(lun)計(ji)(ji)算的(de)奧氏體(ti)數量與實驗值吻合得(de)很好(hao)(hao)，精確度(du)很高。
利用(yong)固(gu)相(xiang)(xiang)氮溶(rong)解度(du)(du)模型，可(ke)(ke)以(yi)方便地(di)計算(suan)出Fe-Cr-Mn-N系合金在各溫度(du)(du)區間的氮溶(rong)解度(du)(du)曲線(xian)。通過擬合前(qian)人的研(yan)究成(cheng)果(guo)和(he)奧氏(shi)體線(xian)性方程(cheng)，可(ke)(ke)以(yi)確定(ding)固(gu)相(xiang)(xiang)中鐵素體含(han)量為(wei)80%是鐵素體和(he)奧氏(shi)體的理論分界(jie)點，鐵素體含(han)量大于80%為(wei)鐵素體區域，該分界(jie)點即(ji)為(wei)氮溶(rong)解度(du)(du)曲線(xian)上(shang)鐵素體全部(bu)轉變為(wei)奧氏(shi)體的拐(guai)點。根據鋼種(zhong)的液相(xiang)(xiang)線(xian)溫度(du)(du)，可(ke)(ke)以(yi)方便地(di)確定(ding)氮溶(rong)解度(du)(du)曲線(xian)上(shang)由液相(xiang)(xiang)轉變為(wei)鐵素體的拐(guai)點溫度(du)(du)。鋼種(zhong)不(bu)同，液相(xiang)(xiang)線(xian)溫度(du)(du)的表達式(shi)也(ye)不(bu)盡相(xiang)(xiang)同［54].在本(ben)研(yan)究中采用(yong)下(xia)式(shi)來計算(suan)鋼種(zhong)的液相(xiang)(xiang)線(xian)溫度(du)(du)TL.
4. 氮的(de)固相(xiang)溶(rong)解度模型的(de)驗證(zheng)
利用(yong)前(qian)人實驗(yan)數據，驗(yan)證氮(dan)的(de)固相(xiang)溶(rong)(rong)解度(du)模型(xing)的(de)準(zhun)確性。李光強等對氮(dan)在合金體系中的(de)溶(rong)(rong)解度(du)進(jin)行(xing)了(le)實驗(yan)研究，直接(jie)用(yong)高純氮(dan)氣在1473K、0.1MPa下高溫電阻(zu)爐內進(jin)行(xing)滲氮(dan)實驗(yan)，爐管兩端封閉以(yi)形成(cheng)穩定的(de)氣氛(fen)。該研究的(de)實驗(yan)鋼種成(cheng)分(fen)和固相(xiang)滲氮(dan)后的(de)氮(dan)含量見表2-10。利用(yong)上(shang)述氮(dan)溶(rong)(rong)解度(du)模型(xing)進(jin)行(xing)計(ji)算(suan)，其理論計(ji)算(suan)值與實驗(yan)值比較如(ru)圖2-43所示，氮(dan)溶(rong)(rong)解度(du)的(de)模型(xing)計(ji)算(suan)值與測量值吻(wen)合良好。
Kunze等對(dui)Fe17.26Cr6.42Mn和Fe20.53Cr11.63Mn合金(jin)體系在(zai)不同氮氣(qi)壓力條件下，進行了低溫(wen)奧(ao)氏(shi)體、高溫(wen)奧(ao)氏(shi)體和δ-Fe的(de)(de)固相滲氮實(shi)驗(yan)研(yan)究。本模型的(de)(de)計(ji)算結果與其實(shi)驗(yan)結果的(de)(de)對比見圖2-44和(he)圖2-45。從圖中可以(yi)看到，實(shi)驗(yan)值(zhi)與模型的(de)(de)計(ji)算值(zhi)吻(wen)合得(de)很好(hao)，尤(you)其在(zai)δ-Fe相吻合得更好。但對(dui)于Fe17.26 Cr6.42Mn合金體(ti)(ti)系在奧氏體(ti)(ti)相中的實驗(yan)點偏(pian)離計算曲線較大，如圖2-44(a)所示。這可能是由(you)于在建立模型的過程(cheng)中忽略了δ-Fe相(xiang)和γ奧氏體兩相(xiang)共存階(jie)段溶解(jie)度(du)的計算，導致模型(xing)的計算值(zhi)與實(shi)驗值(zhi)存在一(yi)定的偏差。
二、固(gu)相合金(jin)體系中氮溶解度(du)模(mo)型的相關研究
面心立方(fang)結構鐵中(zhong)氮(dan)的濃度可由奧氏體(ti)相與氮(dan)氣(qi)之(zhi)間的平衡實驗(yan)得到，目前多數實驗(yan)都在912~1394℃范圍內，當溫(wen)度更(geng)高時，固體(ti)表面的氣(qi)體(ti)成(cheng)分具有(you)明顯(xian)的不確定性(xing)。Hillert和(he)(he)Jarl、曲英和(he)(he)Wada-Pehlk等分別給出了鐵中(zhong)氮(dan)濃度與溫(wen)度和(he)(he)氮(dan)氣(qi)壓(ya)力的關系式：
Tsuchiyama等將厚(hou)(hou)度(du)為0.25~3.0mm的(de)Fe-Cr-Mn 系合(he)金(jin)(jin)(jin)試樣置于(yu)0.1MPa的(de)氮(dan)(dan)(dan)氣氛(fen)中，在1473K溫度(du)下滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)。滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)60min后，厚(hou)(hou)度(du)為0.25mm的(de)Fe12.5Cr 合(he)金(jin)(jin)(jin)試樣中滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)反應達(da)到平衡(heng)，試樣的(de)平均氮(dan)(dan)(dan)含量(liang)(liang)達(da)到了0.30%,并且(qie)試樣的(de)平均氮(dan)(dan)(dan)含量(liang)(liang)隨著合(he)金(jin)(jin)(jin)中鉻、錳元(yuan)素含量(liang)(liang)的(de)增(zeng)加而(er)逐漸增(zeng)加，對(dui)于(yu)實驗(yan)Fe24.0Cr20.5Mn合(he)金(jin)(jin)(jin)，滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)反應平衡(heng)后試樣的(de)平均氮(dan)(dan)(dan)含量(liang)(liang)達(da)到1.95%.此外，對(dui)固態滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)時鋼中氮(dan)(dan)(dan)的(de)溶解(jie)度(du)計算(suan)模型進(jin)行了簡化，并通過固相滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)實驗(yan)數據進(jin)行修正，給出了1473K、0.1MPa氮(dan)(dan)(dan)氣壓力下Fe-Cr-Mn系不銹鋼中氮(dan)(dan)(dan)溶解(jie)度(du)的(de)近(jin)似(si)表達(da)式：
在(zai)前人研究(jiu)的(de)基礎上，Kunze和Rothe[50]計(ji)算(suan)和推導了(le)氮(dan)在(zai)奧氏(shi)體(ti)Fe-Cr-Mn合(he)金中(zhong)的(de)溶解度，氮(dan)的(de)活(huo)度系數(shu)YN(以摩爾(er)分數(shu)表示）與(yu)溫度及氮(dan)在(zai)合(he)金中(zhong)的(de)摩爾(er)分數(shu)xN存在(zai)如下(xia)關系：
表2-11給出了1000~1200℃范圍(wei)內，N與合(he)金元素Cr、Mn的活(huo)度(du)相互作(zuo)用(yong)系數(shu)和溫度(du)之間的關系。根(gen)據Wagner模型，超額吉布(bu)斯(si)自由能可以用(yong)活(huo)度(du)相互作(zuo)用(yong)系數(shu)表示為
三、固相合金體系中氮溶解度的影響因素
利用(yong)已建立的(de)(de)氮(dan)(dan)在(zai)固相不(bu)銹鋼中的(de)(de)溶解(jie)度模型，可(ke)得出高氮(dan)(dan)不(bu)銹鋼在(zai)凝固過(guo)程中隨溫度變化(hua)時氮(dan)(dan)在(zai)不(bu)同相區的(de)(de)溶解(jie)度變化(hua)曲線，以明晰氮(dan)(dan)氣分(fen)壓(ya)和鉻、錳等典(dian)型合金元素(su)對氮(dan)(dan)溶解(jie)的(de)(de)影響。
研(yan)究結(jie)果表(biao)明(ming)(ming)，在(zai)(zai)凝固過(guo)程中氮(dan)(dan)的溶(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)(jie)度(du)受相(xiang)(xiang)轉變(bian)的影響明(ming)(ming)顯，在(zai)(zai)相(xiang)(xiang)變(bian)點處(chu)氮(dan)(dan)的溶(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)(jie)度(du)會有突變(bian)。隨(sui)著鋼液(ye)溫度(du)的降低，氮(dan)(dan)溶(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)(jie)度(du)會逐漸增加；在(zai)(zai)凝固初期，δ相(xiang)(xiang)的產生導致氮(dan)(dan)的溶(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)(jie)度(du)急劇降低；當(dang)鋼中開始析出γ相(xiang)(xiang)時，氮(dan)(dan)的溶(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)(jie)度(du)又會增大，并且隨(sui)著γ相(xiang)(xiang)的增多，氮(dan)(dan)的溶(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)(jie)度(du)逐漸增大。固液(ye)兩(liang)相(xiang)(xiang)區(qu)氮(dan)(dan)的溶(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)(jie)度(du)最小，在(zai)(zai)析出的高溫鐵素體與(yu)液(ye)相(xiang)(xiang)界面處(chu)最容易產生氮(dan)(dan)氣泡。在(zai)(zai)實際冶煉(lian)過(guo)程中，8相(xiang)(xiang)區(qu)的氮(dan)(dan)溶(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)(jie)度(du)決(jue)定(ding)了在(zai)(zai)凝固過(guo)程中是否產生氮(dan)(dan)氣孔。
1. 氮氣壓力對合(he)金體(ti)系氮溶解度(du)的影響
我們利用建立(li)的(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)在(zai)(zai)不銹鋼熔體(ti)中(zhong)(zhong)及氮(dan)(dan)(dan)在(zai)(zai)γ相(xiang)(xiang)、δ相(xiang)(xiang)和α相(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)溶(rong)解度模(mo)型，對Fe-18Cr-18Mn合金(jin)體(ti)系在(zai)(zai)不同氮(dan)(dan)(dan)氣(qi)(qi)壓(ya)力（0.02MPa、0.1MPa和0.6MPa)條件(jian)下(xia)，氮(dan)(dan)(dan)在(zai)(zai)該合金(jin)體(ti)系不同相(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)溶(rong)解度進行了計算，結果如(ru)圖(tu)2-46所示(shi)。隨著體(ti)系氮(dan)(dan)(dan)氣(qi)(qi)壓(ya)力的(de)(de)(de)增加(jia)，δ-Fe相(xiang)(xiang)區逐漸減小，當(dang)氮(dan)(dan)(dan)氣(qi)(qi)壓(ya)力增至0.6MPa時，8-Fe相(xiang)(xiang)完(wan)全消失，凝(ning)(ning)固過程中(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)(dan)直接由(you)液相(xiang)(xiang)進入(ru)γ奧氏體(ti)相(xiang)(xiang)區。提高(gao)體(ti)系氮(dan)(dan)(dan)氣(qi)(qi)壓(ya)力不僅可以(yi)提高(gao)各(ge)相(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)解度，還(huan)可以(yi)減小δ-Fe區域，有效地(di)抑制(zhi)凝(ning)(ning)固過程中(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)析出(chu)。目前，常(chang)見的(de)(de)(de)高(gao)氮(dan)(dan)(dan)鋼制(zhi)備工藝基本上(shang)都是采用增加(jia)氮(dan)(dan)(dan)氣(qi)(qi)壓(ya)力，如(ru)高(gao)壓(ya)氮(dan)(dan)(dan)氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)氛下(xia)的(de)(de)(de)感應(ying)熔煉(lian)、高(gao)壓(ya)氮(dan)(dan)(dan)氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)氛下(xia)的(de)(de)(de)電渣重熔、高(gao)壓(ya)電弧爐熔煉(lian)等。
2. 合金(jin)成分(fen)對合金(jin)體系氮(dan)溶(rong)解度的影響
研究表明(ming)，Cr、Mn等(deng)常用合(he)金元素均能(neng)增大氮(dan)的(de)(de)(de)(de)固(gu)相(xiang)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)度。為了探究合(he)金元素含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)對氮(dan)固(gu)相(xiang)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)度的(de)(de)(de)(de)影響規律，Tsuchiyama等(deng)基于(yu)(yu)實驗繪制了1473K、0.1MPa氮(dan)氣壓力下Fe-Cr和Fe-Mn二元合(he)金的(de)(de)(de)(de)平衡氮(dan)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)與Cr或Mn含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)關系［圖(tu)2-47(a)].結果表明(ming)，提高兩(liang)種元素的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)都增加(jia)(jia)了氮(dan)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)度，其中Cr元素較Mn元素更能(neng)有效地增加(jia)(jia)鋼中氮(dan)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)度。例如(ru)，添(tian)加(jia)(jia)23%Cr可增加(jia)(jia)平衡氮(dan)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)至超(chao)高氮(dan)（1%N)的(de)(de)(de)(de)水平，而(er)添(tian)加(jia)(jia)25%Mn時(shi)平衡氮(dan)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)也(ye)僅能(neng)達(da)到0.15%。圖(tu)2-47(b)所(suo)示的(de)(de)(de)(de)等(deng)氮(dan)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)圖(tu)也(ye)證實了這(zhe)一點(dian)，達(da)到相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)氮(dan)固(gu)相(xiang)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)度所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)(de)Cr含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)明(ming)顯低于(yu)(yu)Mn含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)。
即便如此(ci)，Mn也是(shi)高氮(dan)鋼(gang)中一種(zhong)(zhong)重(zhong)要的(de)合(he)金(jin)元(yuan)素，因此(ci)，Cr和Mn同時添加(jia)對平衡(heng)氮(dan)含量(liang)的(de)影響也是(shi)研(yan)究的(de)重(zhong)點之(zhi)一。圖2-47(a)進(jin)一步出(chu)了Fe-20Mn-Cr三元(yuan)基合(he)金(jin)中的(de)平衡(heng)氮(dan)含量(liang)與Cr含量(liang)的(de)關系(xi)(xi)。值(zhi)得注意的(de)是(shi)，在Fe-20Mn-Cr合(he)金(jin)中實驗測量(liang)的(de)氮(dan)含量(liang)，遠(yuan)高于Fe-20Mn與Fe-Cr系(xi)(xi)氮(dan)溶解度(du)的(de)加(jia)和。這(zhe)意味著(zhu)Cr和Mn的(de)協同作用(yong)顯著(zhu)提高了鋼(gang)中氮(dan)的(de)溶解度(du)。這(zhe)反映(ying)了Cr、Mn和N這(zhe)三種(zhong)(zhong)元(yuan)素之(zhi)間存在相(xiang)互作用(yong)，具體(ti)表現為溶解度(du)表達式中Cr、Mn元(yuan)素對N的(de)二階交叉活度(du)相(xiang)互作用(yong)系(xi)(xi)數較大。
除了合金元素(su)含量(liang)對氮(dan)溶解(jie)度(du)高低的影響(xiang)，不(bu)銹鋼中(zhong)不(bu)同(tong)合金元素(su)對凝固過程中(zhong)不(bu)同(tong)相區氮(dan)溶解(jie)度(du)的變化也具有顯著的影響(xiang)，一般可分為兩(liang)大(da)類進行討論，即鐵素(su)體(ti)形(xing)成(cheng)元素(su)（Cr、Mo和Si等(deng)）和奧(ao)氏體(ti)形(xing)成(cheng)元素(su)（Ni、Mn、C和N等(deng)）。
在0.1MPa下幾種Fe-Cr合金中氮(dan)(dan)溶(rong)解(jie)度(du)(du)(du)隨著(zhu)溫度(du)(du)(du)變化的規律如圖(tu)2-42所示。存在如下特(te)點：隨著(zhu)凝固的進行(xing)，氮(dan)(dan)溶(rong)解(jie)度(du)(du)(du)在8-Fe 區域出(chu)現突降(jiang)，到奧氏(shi)體(ti)區域氮(dan)(dan)含(han)量(liang)(liang)又(you)急(ji)劇增加(jia)。隨著(zhu)合金中Cr含(han)量(liang)(liang)的增加(jia)，氮(dan)(dan)溶(rong)解(jie)度(du)(du)(du)快速上(shang)升(sheng)，但(dan)在各溫度(du)(du)(du)范圍(wei)中的上(shang)升(sheng)幅(fu)度(du)(du)(du)不同(tong)，尤其在奧氏(shi)體(ti)區的升(sheng)幅(fu)特(te)別大。當(dang)Cr含(han)量(liang)(liang)高于(yu)8.1%時，奧氏(shi)體(ti)區的氮(dan)(dan)溶(rong)解(jie)度(du)(du)(du)已明顯大于(yu)相應液相中氮(dan)(dan)的溶(rong)解(jie)度(du)(du)(du)。同(tong)時，隨著(zhu)Cr含(han)量(liang)(liang)的提高，凝固過程中8-Fe區域也逐漸增大。
相反(fan)地，鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元素，可(ke)(ke)使凝(ning)固(gu)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong) δ-Fe 區(qu)域逐(zhu)(zhu)漸減小。圖2-48(a)為不同Mn含(han)(han)量(liang)鋼(gang)(gang)(gang)（合(he)金成(cheng)(cheng)分見表(biao)2-12)中(zhong)(zhong)氮的(de)(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)(jie)度隨(sui)溫度變(bian)化的(de)(de)(de)(de)曲線。結(jie)(jie)果表(biao)明(ming)：隨(sui)著Mn含(han)(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)提高，在液相與(yu)固(gu)相中(zhong)(zhong)氮的(de)(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)(jie)度也(ye)會隨(sui)之增大；Mn是強(qiang)奧氏(shi)體(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元素，隨(sui)著Mn含(han)(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)提高，凝(ning)固(gu)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)8相區(qu)逐(zhu)(zhu)漸減小，甚至可(ke)(ke)能消(xiao)失。從(cong)圖中(zhong)(zhong)8.0%Mn鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)氮溶(rong)解(jie)(jie)度計(ji)算結(jie)(jie)果可(ke)(ke)以看出(chu)，在凝(ning)固(gu)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)未出(chu)現8相區(qu)。同時，利用建立的(de)(de)(de)(de)固(gu)相氮溶(rong)解(jie)(jie)度模(mo)型對Fe-4Cr-16Mn合(he)金進(jin)行了計(ji)算，結(jie)(jie)果如圖2-48(b)所示。從(cong)圖中(zhong)(zhong)可(ke)(ke)以看出(chu)，在Fe-4Cr-16Mn合(he)金體(ti)系從(cong)液相凝(ning)固(gu)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)也(ye)沒有(you)(you)出(chu)現δ-Fe相區(qu)，與(yu)文獻中(zhong)(zhong)報道一致。因(yin)此，適(shi)當提高合(he)金體(ti)系中(zhong)(zhong)奧氏(shi)體(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元素的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)，有(you)(you)助于(yu)減少氮在其凝(ning)固(gu)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)趨勢，從(cong)而有(you)(you)效避免高氮鋼(gang)(gang)(gang)在凝(ning)固(gu)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)氮氣(qi)孔的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)。
