大量事實已證實,向奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼中加入高氮量所獲得的高氮奧氏體不銹(xiu)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)奧氏體(ti)不銹鋼(gang)一般系指鋼(gang)中(zhong)含氮(dan)量>0.4%或≥0.5%的那些牌號。
前述(AISI 200系)鉻(ge)錳奧(ao)(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼加氮(dan),最初是(shi)以節鎳獲得具有奧(ao)(ao)氏體組(zu)織的節鎳不(bu)(bu)銹鋼為主要目的,強度的增加等則是(shi)加氮(dan)后(hou)的必然結果,而高氮(dan)鉻(ge)錳奧(ao)(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼的發展則是(shi)20世(shi)紀60年(nian)代(dai)以來高氮(dan)鋼開發的一個新(xin)領域,主
要目標是在(zai)具有一定不(bu)銹(xiu)(xiu)耐蝕(shi)性(xing)的前(qian)提下向鋼中加入高氮(dan)量以獲得綜合性(xing)能優良的高強度(du)和超高強度(du)的高氮(dan)鉻錳奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼。
開(kai)發在固溶態便具有的超高強度、高氮(dan)鉻錳(meng)奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang),一(yi)方面高溫下鋼(gang)液中(zhong)能溶解足夠(gou)高的氮(dan)量,另(ling)一(yi)方面在鋼(gang)液凝固過程(cheng)中(zhong),鋼(gang)中(zhong)氮(dan)量又(you)不(bu)會從鋼(gang)中(zhong)逸出而形成氣泡。
由于(yu)(yu)鉻和(he)錳均(jun)能顯著增加氮(dan)在鋼(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)溶解度,因此,在約含18%Cr的(de)(de)(de)(de)(de)鉻鎳奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎(chu)上降鎳提錳,既(ji)節鎳又可(ke)(ke)達(da)到(dao)提高(gao)鋼(gang)中氮(dan)量的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。20世紀80年代初問世的(de)(de)(de)(de)(de)一些牌號(hao),例如1Cr18Mn18N(相(xiang)當于(yu)(yu)德國牌號(hao)X10CrMn1818)無磁(ci)不(bu)銹鋼(gang),含氮(dan)量可(ke)(ke)達(da)0.40%~0.60%,國內外已(yi)大量用于(yu)(yu)制造大型發(fa)電(dian)機的(de)(de)(de)(de)(de)護環,這是具有代表性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)強(qiang)度且無磁(ci)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)典型用途。國內系采用電(dian)弧(hu)爐冶煉加電(dian)渣重(zhong)熔(rong)工藝進(jin)行(xing)大量生產(chan),成品(pin)性(xing)能已(yi)達(da)到(dao)了(le)國外同(tong)類產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)水平。表5.27列出了(le)國產(chan)1Cr18Mn18N鋼(gang)護環的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學性(xing)能與(yu)國外技術要求的(de)(de)(de)(de)(de)對比。可(ke)(ke)以看(kan)出:此鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)屈服強(qiang)度在固溶態已(yi)達(da)≥1000MPa的(de)(de)(de)(de)(de)水平。
由于(yu)降(jiang)鎳(nie)提錳,目(mu)前發(fa)展(zhan)的(de)高氮(dan)鉻錳奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼大多是高錳量(liang)且不(bu)含(han)或(huo)僅(jin)含(han)少量(liang)鎳(nie),為了適應更高氮(dan)量(liang)的(de)鉻錳奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼生產的(de)需要(yao),正在開(kai)發(fa)的(de)冶煉(lian)(lian)工藝有加壓(ya)下鋼液(ye)氮(dan)合金化(hua)法(如(ru)加壓(ya)電渣(zha)爐冶煉(lian)(lian)并澆注)和(he)鋼固態氮(dan)合金化(hua)法(如(ru)粉末冶金法)等(deng)。
由于高氮鉻錳奧氏體不(bu)銹鋼(gang)熱加工塑性低是因(yin)為鋼(gang)中硫的偏析和氮化物(wu)以及碳、氮化物(wu)的析出的結果,因(yin)此,在冶煉過程中進行鋼(gang)的鈣處理(加入適量鈣)試驗,已(yi)取得了較明顯的改善鋼(gang)熱塑性的效果。