一、氮的固相溶解度模型
一般而言，不(bu)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，對高氮不(bu)銹鋼的成分設計和凝固過程的控制具有重要意義。
根(gen)據 Hillert和(he)Staffansson的(de)正規溶(rong)(rong)體模(mo)型(xing)，每個(ge)狀態(tai)（相、間隙溶(rong)(rong)液和(he)空位等）可(ke)由相應的(de)能量表示，可(ke)使用兩個(ge)晶(jing)格(ge)，分別當作溶(rong)(rong)質(zhi)原(yuan)子(zi)和(he)間隙溶(rong)(rong)質(zhi)原(yuan)子(zi)。因(yin)為大(da)量的(de)間隙位置不被占用，這些空位則被視為額外的(de)元素（Va).基于此模(mo)型(xing)，可(ke)建(jian)立氮(dan)在固相高氮(dan)不銹鋼體系中的(de)溶(rong)(rong)解度(du)模(mo)型(xing)，以預測氮(dan)在固相中的(de)平衡氮(dan)含量或飽和(he)滲氮(dan)量并分析其(qi)影響因(yin)素。
考慮(lv)到(dao)固態(tai)與熔體(ti)的不同，以Fe-Cr-Mn-N合金(jin)(jin)體(ti)系為例，在固態(tai)合金(jin)(jin)中各元素的摩爾分數（xN、xi)可以轉(zhuan)化為相應的位(wei)置分數（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(xiang)中固相(xiang)溶解度模型的建立
對于(yu)Fe-Cr-Mn-N系(xi)合金體系(xi)，在固態奧(ao)氏(shi)體（面心立方結構）相(xiang)(xiang)區(qu)，氣相(xiang)(xiang)和奧(ao)氏(shi)體相(xiang)(xiang)的平(ping)衡方程可(ke)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系合(he)金(jin)體(ti)(ti)系，在鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)（體(ti)(ti)心立方結構）中(zhong)，鐵晶格中(zhong)每個填入間(jian)隙位置的氮原子都會(hui)阻礙該間(jian)隙位置的最近鄰的三個間(jian)隙位置被其他(ta)氮原子占據(ju)。因此(ci)，氣相(xiang)與鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)的平衡方程可(ke)表達為下(xia)式(shi)：
3. 合金中奧氏體(ti)數量和液相線的(de)確(que)定
明(ming)確合金凝(ning)固(gu)過程的(de)(de)相轉變，是通過模型計(ji)算(suan)氮固(gu)相溶解(jie)度(du)的(de)(de)一個重(zhong)要基(ji)礎。其中，確定鋼(gang)種的(de)(de)液相線溫(wen)度(du)TL和(he)奧(ao)氏體(ti)(ti)與(yu)鐵素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)數量(liang)或比例尤為重(zhong)要。近(jin)年來(lai)，研究人員利用熱力學數據計(ji)算(suan)了合金元素(su)與(yu)相平衡的(de)(de)關系(xi)，以(yi)鋼(gang)的(de)(de)化學成分和(he)熱處理溫(wen)度(du)作為計(ji)算(suan)奧(ao)氏體(ti)(ti)數量(liang)的(de)(de)基(ji)礎，根據SGTE熱力學數據庫進行計(ji)算(suan)，得出奧(ao)氏體(ti)(ti)線性方程式如下：
根據(ju)鋼的(de)化學成分和固(gu)溶溫度，按此方(fang)程式即可(ke)計算(suan)出在不(bu)同(tong)溫度下的(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)數(shu)量，計算(suan)數(shu)據(ju)與實(shi)驗結果吻合(he)得很(hen)(hen)好(hao)。吳忠忠等(deng)利用奧氏(shi)(shi)體(ti)線(xian)性方(fang)程和固(gu)溶實(shi)驗研(yan)究了不(bu)同(tong)固(gu)溶溫度下各相的(de)含量，奧氏(shi)(shi)體(ti)線(xian)性方(fang)程理論計算(suan)的(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)數(shu)量與實(shi)驗值吻合(he)得很(hen)(hen)好(hao)，精(jing)確度很(hen)(hen)高。
利用(yong)(yong)固相氮(dan)(dan)溶解度(du)(du)模型，可(ke)(ke)以方便(bian)地計算出Fe-Cr-Mn-N系合金在各溫(wen)(wen)度(du)(du)區(qu)間的(de)(de)氮(dan)(dan)溶解度(du)(du)曲線(xian)。通過擬合前人(ren)的(de)(de)研究成果和奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)線(xian)性方程(cheng)，可(ke)(ke)以確(que)定固相中鐵素(su)體(ti)含量為(wei)(wei)80%是(shi)鐵素(su)體(ti)和奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)理論分界點(dian)，鐵素(su)體(ti)含量大(da)于80%為(wei)(wei)鐵素(su)體(ti)區(qu)域，該分界點(dian)即(ji)為(wei)(wei)氮(dan)(dan)溶解度(du)(du)曲線(xian)上鐵素(su)體(ti)全部轉變(bian)為(wei)(wei)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)拐(guai)點(dian)。根據鋼種的(de)(de)液(ye)相線(xian)溫(wen)(wen)度(du)(du)，可(ke)(ke)以方便(bian)地確(que)定氮(dan)(dan)溶解度(du)(du)曲線(xian)上由液(ye)相轉變(bian)為(wei)(wei)鐵素(su)體(ti)的(de)(de)拐(guai)點(dian)溫(wen)(wen)度(du)(du)。鋼種不同，液(ye)相線(xian)溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)表達式也不盡相同［54].在本研究中采用(yong)(yong)下式來計算鋼種的(de)(de)液(ye)相線(xian)溫(wen)(wen)度(du)(du)TL.
4. 氮的固相溶解(jie)度模型(xing)的驗(yan)證
利用(yong)前人實(shi)驗(yan)數據，驗(yan)證(zheng)氮(dan)的(de)(de)固相溶解度模(mo)型的(de)(de)準確性。李光強等對氮(dan)在合金體系中的(de)(de)溶解度進行(xing)了實(shi)驗(yan)研究，直接(jie)用(yong)高純氮(dan)氣在1473K、0.1MPa下高溫電阻爐(lu)內(nei)進行(xing)滲氮(dan)實(shi)驗(yan)，爐(lu)管兩(liang)端封閉以形(xing)成穩定的(de)(de)氣氛。該研究的(de)(de)實(shi)驗(yan)鋼種成分和(he)固相滲氮(dan)后(hou)的(de)(de)氮(dan)含量(liang)見(jian)表2-10。利用(yong)上述氮(dan)溶解度模(mo)型進行(xing)計算(suan)，其理論(lun)計算(suan)值與(yu)實(shi)驗(yan)值比較如圖2-43所(suo)示，氮(dan)溶解度的(de)(de)模(mo)型計算(suan)值與(yu)測量(liang)值吻(wen)合良好。
Kunze等對Fe17.26Cr6.42Mn和(he)Fe20.53Cr11.63Mn合金體系在不同(tong)氮氣壓力條件(jian)下(xia)，進行了(le)低溫奧氏(shi)體、高(gao)溫奧氏(shi)體和(he)δ-Fe的固相滲氮(dan)實驗(yan)研究。本模型(xing)的計算結果與其(qi)實驗(yan)結果的對比見(jian)圖2-44和圖2-45。從圖中可以看到，實驗(yan)值與模型(xing)的計算值吻合得很好(hao)，尤其(qi)在δ-Fe相吻合得更好。但對(dui)于Fe17.26 Cr6.42Mn合金體(ti)(ti)系(xi)在奧氏體(ti)(ti)相中(zhong)的(de)實驗(yan)點偏(pian)離計(ji)算曲線較大，如圖(tu)2-44(a)所示。這可能是(shi)由于在建立(li)模(mo)型的(de)過程中(zhong)忽略了(le)δ-Fe相和(he)γ奧氏體兩相共存(cun)階段溶(rong)解度的計(ji)算，導致模型的計(ji)算值(zhi)與實驗值(zhi)存(cun)在(zai)一(yi)定(ding)的偏差。
二、固相合金體系(xi)中氮(dan)溶(rong)解度模型的相關研究(jiu)
面(mian)心立方結構鐵中氮的(de)(de)濃(nong)度(du)(du)可由奧氏體(ti)相與氮氣(qi)之間的(de)(de)平衡(heng)實驗得到(dao)，目前(qian)多數實驗都在912~1394℃范圍內，當溫度(du)(du)更高(gao)時，固體(ti)表面(mian)的(de)(de)氣(qi)體(ti)成分具有明顯的(de)(de)不確定性。Hillert和(he)Jarl、曲英和(he)Wada-Pehlk等分別給出了鐵中氮濃(nong)度(du)(du)與溫度(du)(du)和(he)氮氣(qi)壓力的(de)(de)關系式：
Tsuchiyama等將(jiang)厚度(du)為0.25~3.0mm的(de)(de)(de)Fe-Cr-Mn 系合金(jin)試樣置于0.1MPa的(de)(de)(de)氮(dan)氣氛中，在(zai)1473K溫度(du)下(xia)滲(shen)(shen)氮(dan)。滲(shen)(shen)氮(dan)60min后(hou)，厚度(du)為0.25mm的(de)(de)(de)Fe12.5Cr 合金(jin)試樣中滲(shen)(shen)氮(dan)反應達(da)到(dao)平(ping)衡，試樣的(de)(de)(de)平(ping)均氮(dan)含(han)量(liang)達(da)到(dao)了0.30%,并且試樣的(de)(de)(de)平(ping)均氮(dan)含(han)量(liang)隨著(zhu)合金(jin)中鉻、錳(meng)元素含(han)量(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)加而(er)逐漸增(zeng)加，對于實(shi)驗Fe24.0Cr20.5Mn合金(jin)，滲(shen)(shen)氮(dan)反應平(ping)衡后(hou)試樣的(de)(de)(de)平(ping)均氮(dan)含(han)量(liang)達(da)到(dao)1.95%.此外(wai)，對固態滲(shen)(shen)氮(dan)時(shi)鋼中氮(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)解度(du)計算模型進行了簡化(hua)，并通(tong)過固相(xiang)滲(shen)(shen)氮(dan)實(shi)驗數據進行修正，給出了1473K、0.1MPa氮(dan)氣壓力下(xia)Fe-Cr-Mn系不銹鋼中氮(dan)溶(rong)解度(du)的(de)(de)(de)近似表(biao)達(da)式：
在(zai)(zai)前(qian)人研究(jiu)的(de)基礎上，Kunze和(he)Rothe[50]計算和(he)推(tui)導了氮(dan)在(zai)(zai)奧氏體Fe-Cr-Mn合金(jin)中的(de)溶解度(du)，氮(dan)的(de)活度(du)系數(shu)YN(以(yi)摩(mo)爾分數(shu)表(biao)示）與溫度(du)及氮(dan)在(zai)(zai)合金(jin)中的(de)摩(mo)爾分數(shu)xN存在(zai)(zai)如下(xia)關系：
表2-11給出了1000~1200℃范圍內，N與合金(jin)元(yuan)素Cr、Mn的(de)活度(du)相互作用系(xi)數和溫度(du)之(zhi)間的(de)關系(xi)。根據Wagner模型，超額吉布(bu)斯自由能(neng)可以用活度(du)相互作用系(xi)數表示為
三(san)、固相合(he)金體系中氮溶解度的(de)影響(xiang)因素(su)
利用已建(jian)立的(de)(de)氮(dan)在固(gu)相不(bu)銹鋼(gang)中的(de)(de)溶解(jie)度模型，可得出高氮(dan)不(bu)銹鋼(gang)在凝固(gu)過程(cheng)中隨溫(wen)度變(bian)化時(shi)氮(dan)在不(bu)同相區的(de)(de)溶解(jie)度變(bian)化曲線(xian)，以明晰(xi)氮(dan)氣(qi)分壓和鉻、錳等典型合金(jin)元(yuan)素對氮(dan)溶解(jie)的(de)(de)影響(xiang)。
研究結果表明，在凝固(gu)過程中氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)度受相(xiang)轉變的(de)(de)(de)影響(xiang)明顯，在相(xiang)變點處(chu)氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)度會有突變。隨著鋼液溫(wen)度的(de)(de)(de)降(jiang)低(di)，氮(dan)(dan)溶(rong)(rong)解(jie)度會逐漸(jian)增(zeng)(zeng)加；在凝固(gu)初期，δ相(xiang)的(de)(de)(de)產生導(dao)致氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)度急劇降(jiang)低(di)；當(dang)鋼中開始析出γ相(xiang)時，氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)度又會增(zeng)(zeng)大，并且隨著γ相(xiang)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)多(duo)，氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)度逐漸(jian)增(zeng)(zeng)大。固(gu)液兩相(xiang)區氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)度最小，在析出的(de)(de)(de)高溫(wen)鐵素體與液相(xiang)界面處(chu)最容易(yi)產生氮(dan)(dan)氣泡(pao)。在實際冶煉過程中，8相(xiang)區的(de)(de)(de)氮(dan)(dan)溶(rong)(rong)解(jie)度決定(ding)了在凝固(gu)過程中是否產生氮(dan)(dan)氣孔。
1. 氮(dan)(dan)氣壓力(li)對(dui)合金體系氮(dan)(dan)溶解度的(de)影響
我們(men)利用建立的(de)(de)氮(dan)在不(bu)銹鋼熔體(ti)中及氮(dan)在γ相(xiang)(xiang)、δ相(xiang)(xiang)和(he)α相(xiang)(xiang)中的(de)(de)溶(rong)(rong)解度(du)模型，對Fe-18Cr-18Mn合(he)金(jin)體(ti)系在不(bu)同氮(dan)氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)力（0.02MPa、0.1MPa和(he)0.6MPa)條件下，氮(dan)在該合(he)金(jin)體(ti)系不(bu)同相(xiang)(xiang)中的(de)(de)溶(rong)(rong)解度(du)進行了計算，結果如(ru)圖2-46所示。隨著體(ti)系氮(dan)氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)力的(de)(de)增加(jia)，δ-Fe相(xiang)(xiang)區(qu)逐漸減小，當氮(dan)氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)力增至0.6MPa時(shi)，8-Fe相(xiang)(xiang)完全消失，凝固過程中氮(dan)直接由液相(xiang)(xiang)進入γ奧氏體(ti)相(xiang)(xiang)區(qu)。提高(gao)(gao)體(ti)系氮(dan)氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)力不(bu)僅(jin)可(ke)以提高(gao)(gao)各相(xiang)(xiang)中氮(dan)的(de)(de)溶(rong)(rong)解度(du)，還可(ke)以減小δ-Fe區(qu)域，有效(xiao)地抑制凝固過程中氮(dan)的(de)(de)析出。目前，常見(jian)的(de)(de)高(gao)(gao)氮(dan)鋼制備工(gong)藝基本上都是(shi)采(cai)用增加(jia)氮(dan)氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)力，如(ru)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)氮(dan)氣(qi)(qi)(qi)氣(qi)(qi)(qi)氛下的(de)(de)感應熔煉、高(gao)(gao)壓(ya)(ya)氮(dan)氣(qi)(qi)(qi)氣(qi)(qi)(qi)氛下的(de)(de)電(dian)渣重(zhong)熔、高(gao)(gao)壓(ya)(ya)電(dian)弧爐(lu)熔煉等。
2. 合金成分對合金體系氮(dan)溶解度的影響
研(yan)究(jiu)表明(ming)，Cr、Mn等常用(yong)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)元(yuan)素(su)均(jun)能(neng)(neng)增大氮(dan)的(de)(de)(de)固(gu)相(xiang)(xiang)溶解(jie)(jie)(jie)(jie)度。為了(le)探究(jiu)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)元(yuan)素(su)含(han)量(liang)對氮(dan)固(gu)相(xiang)(xiang)溶解(jie)(jie)(jie)(jie)度的(de)(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(xia)Fe-Cr和Fe-Mn二元(yuan)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)平衡氮(dan)含(han)量(liang)與Cr或Mn含(han)量(liang)的(de)(de)(de)關系［圖2-47(a)].結(jie)果表明(ming)，提高兩種元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)含(han)量(liang)都增加(jia)(jia)了(le)氮(dan)的(de)(de)(de)溶解(jie)(jie)(jie)(jie)度，其中(zhong)Cr元(yuan)素(su)較Mn元(yuan)素(su)更能(neng)(neng)有效(xiao)地增加(jia)(jia)鋼中(zhong)氮(dan)的(de)(de)(de)溶解(jie)(jie)(jie)(jie)度。例如(ru)，添加(jia)(jia)23%Cr可增加(jia)(jia)平衡氮(dan)含(han)量(liang)至超高氮(dan)（1%N)的(de)(de)(de)水平，而添加(jia)(jia)25%Mn時平衡氮(dan)含(han)量(liang)也僅(jin)能(neng)(neng)達到(dao)0.15%。圖2-47(b)所(suo)示的(de)(de)(de)等氮(dan)含(han)量(liang)圖也證實了(le)這一點，達到(dao)相(xiang)(xiang)同的(de)(de)(de)氮(dan)固(gu)相(xiang)(xiang)溶解(jie)(jie)(jie)(jie)度所(suo)需的(de)(de)(de)Cr含(han)量(liang)明(ming)顯(xian)低于Mn含(han)量(liang)。
即便如此，Mn也是高(gao)氮(dan)(dan)(dan)鋼中(zhong)一(yi)(yi)種(zhong)重要(yao)的(de)(de)(de)合(he)金元(yuan)素(su)，因此，Cr和(he)Mn同(tong)時(shi)添加對平衡(heng)(heng)氮(dan)(dan)(dan)含(han)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)影響也是研究的(de)(de)(de)重點之一(yi)(yi)。圖(tu)2-47(a)進一(yi)(yi)步出了Fe-20Mn-Cr三元(yuan)基合(he)金中(zhong)的(de)(de)(de)平衡(heng)(heng)氮(dan)(dan)(dan)含(han)量(liang)(liang)(liang)與Cr含(han)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)關系(xi)。值得注意(yi)的(de)(de)(de)是，在Fe-20Mn-Cr合(he)金中(zhong)實(shi)驗測(ce)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)含(han)量(liang)(liang)(liang)，遠高(gao)于Fe-20Mn與Fe-Cr系(xi)氮(dan)(dan)(dan)溶解度(du)(du)的(de)(de)(de)加和(he)。這(zhe)意(yi)味著Cr和(he)Mn的(de)(de)(de)協同(tong)作用顯(xian)著提高(gao)了鋼中(zhong)氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶解度(du)(du)。這(zhe)反映(ying)了Cr、Mn和(he)N這(zhe)三種(zhong)元(yuan)素(su)之間(jian)存在相互作用，具體(ti)表(biao)現(xian)為溶解度(du)(du)表(biao)達式中(zhong)Cr、Mn元(yuan)素(su)對N的(de)(de)(de)二階交叉活度(du)(du)相互作用系(xi)數較大。
除(chu)了合金(jin)元(yuan)素含量對(dui)氮(dan)溶解度高低的影響，不銹鋼(gang)中不同(tong)合金(jin)元(yuan)素對(dui)凝固過程中不同(tong)相區(qu)氮(dan)溶解度的變化(hua)也具有顯(xian)著的影響，一般可分為兩大(da)類進行討論，即鐵素體(ti)形成(cheng)元(yuan)素（Cr、Mo和Si等）和奧(ao)氏體(ti)形成(cheng)元(yuan)素（Ni、Mn、C和N等）。
在(zai)(zai)0.1MPa下幾種(zhong)Fe-Cr合金中(zhong)(zhong)氮(dan)溶(rong)(rong)解(jie)度隨著(zhu)溫(wen)度變化(hua)的(de)(de)(de)(de)規律如圖2-42所示(shi)。存在(zai)(zai)如下特(te)點：隨著(zhu)凝固(gu)的(de)(de)(de)(de)進行(xing)，氮(dan)溶(rong)(rong)解(jie)度在(zai)(zai)8-Fe 區域(yu)(yu)出現突(tu)降，到奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)區域(yu)(yu)氮(dan)含(han)量(liang)又(you)急劇增(zeng)(zeng)加(jia)。隨著(zhu)合金中(zhong)(zhong)Cr含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)，氮(dan)溶(rong)(rong)解(jie)度快速上升(sheng)，但在(zai)(zai)各(ge)溫(wen)度范圍中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)上升(sheng)幅(fu)度不同，尤其在(zai)(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)區的(de)(de)(de)(de)升(sheng)幅(fu)特(te)別大(da)。當Cr含(han)量(liang)高(gao)于8.1%時，奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)區的(de)(de)(de)(de)氮(dan)溶(rong)(rong)解(jie)度已明顯(xian)大(da)于相應液相中(zhong)(zhong)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)度。同時，隨著(zhu)Cr含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)提高(gao)，凝固(gu)過程(cheng)中(zhong)(zhong)8-Fe區域(yu)(yu)也逐漸增(zeng)(zeng)大(da)。
相(xiang)反地，鋼中(zhong)(zhong)的奧(ao)氏體(ti)形(xing)成(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)，可使凝(ning)固(gu)(gu)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong) δ-Fe 區(qu)(qu)域(yu)逐漸減小。圖2-48(a)為不(bu)同(tong)Mn含量鋼（合(he)金成(cheng)分見表2-12)中(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)(dan)的溶解(jie)(jie)度(du)隨(sui)溫度(du)變化的曲線(xian)。結果(guo)(guo)表明：隨(sui)著(zhu)(zhu)Mn含量的提(ti)高(gao)(gao)，在(zai)液(ye)相(xiang)與固(gu)(gu)相(xiang)中(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)(dan)的溶解(jie)(jie)度(du)也會隨(sui)之增(zeng)大；Mn是強奧(ao)氏體(ti)形(xing)成(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)，隨(sui)著(zhu)(zhu)Mn含量的提(ti)高(gao)(gao)，凝(ning)固(gu)(gu)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)8相(xiang)區(qu)(qu)逐漸減小，甚(shen)至可能(neng)消失。從(cong)圖中(zhong)(zhong)8.0%Mn鋼的氮(dan)(dan)(dan)溶解(jie)(jie)度(du)計算(suan)結果(guo)(guo)可以看(kan)出，在(zai)凝(ning)固(gu)(gu)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)未出現(xian)8相(xiang)區(qu)(qu)。同(tong)時，利用建立的固(gu)(gu)相(xiang)氮(dan)(dan)(dan)溶解(jie)(jie)度(du)模型(xing)對Fe-4Cr-16Mn合(he)金進行了(le)計算(suan)，結果(guo)(guo)如圖2-48(b)所示(shi)。從(cong)圖中(zhong)(zhong)可以看(kan)出，在(zai)Fe-4Cr-16Mn合(he)金體(ti)系從(cong)液(ye)相(xiang)凝(ning)固(gu)(gu)的過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)也沒有(you)出現(xian)δ-Fe相(xiang)區(qu)(qu)，與文獻中(zhong)(zhong)報道一(yi)致。因此，適當(dang)提(ti)高(gao)(gao)合(he)金體(ti)系中(zhong)(zhong)奧(ao)氏體(ti)形(xing)成(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)的含量，有(you)助于減少氮(dan)(dan)(dan)在(zai)其凝(ning)固(gu)(gu)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)的析出趨勢，從(cong)而有(you)效避免高(gao)(gao)氮(dan)(dan)(dan)鋼在(zai)凝(ning)固(gu)(gu)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)(dan)氣孔的形(xing)成(cheng)。
