高氮鋼屬于不銹鋼的一個種類。對一般鋼種而言，鋼中的氮含量超過一定限度就認為是有害成分，而高(gao)氮不銹鋼卻并非如此。這類特殊材料由于其優異的力學性能及耐蝕性、耐氧化、耐磨損性能，越來越廣泛地應用于化工、石化、能源、化肥生產、石油天然氣、采礦及交通運輸等領域。氮資源豐富而價廉，在奧氏(shi)體不銹鋼(gang)中能替代昂貴的鎳而保持奧氏體相的穩定。

  在(zai)20世紀(ji)以前，人(ren)們(men)懷疑氮(dan)(dan)在(zai)鋼(gang)(gang)中(zhong)會使(shi)鋼(gang)(gang)變脆，并且存在(zai)向(xiang)鋼(gang)(gang)中(zhong)加(jia)氮(dan)(dan)困難的(de)問題，所(suo)以剛開始，在(zai)鋼(gang)(gang)中(zhong)一般(ban)不(bu)進(jin)行氮(dan)(dan)合金化。氮(dan)(dan)的(de)有利作用(yong)直至20世紀(ji)初才被認(ren)可(ke)，Andrew在(zai)1912年首次研究了(le)氮(dan)(dan)加(jia)入鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)作用(yong)，通過這項重要工作，首次在(zai)文獻(xian)中(zhong)記(ji)載了(le)氮(dan)(dan)對鋼(gang)(gang)力學(xue)性能及奧氏(shi)體穩定性的(de)重大(da)影(ying)響。

  20世(shi)紀(ji)50年代，開始開發氮(dan)合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)潛在(zai)(zai)性能及工藝(yi)技(ji)術。當AOD工藝(yi)使(shi)氮(dan)作(zuo)為(wei)氣體(ti)代替不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)成為(wei)可能時，就開始普遍(bian)用(yong)氮(dan)進行不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)化。現在(zai)(zai)氮(dan)不僅常用(yong)在(zai)(zai)奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)中，也用(yong)在(zai)(zai)奧氏(shi)體(ti)-鐵素體(ti)雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中。用(yong)氮(dan)和錳的(de)(de)(de)(de)(de)復合(he)合(he)金(jin)代替昂貴的(de)(de)(de)(de)(de)鎳(nie)還具有提高氮(dan)溶解度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)優點，并且通過這個研究結果標準化了AISI200系(xi)列(lie)新(xin)合(he)金(jin)。這類鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)典型成分是18Cr-5Ni-8Mn-0.15N，它比AISI標準中的(de)(de)(de)(de)(de)304牌號的(de)(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具有更(geng)高的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)和耐蝕(shi)性。現在(zai)(zai)印度(du)是AISI200系(xi)列(lie)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)最(zui)大的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)者(zhe)，幾乎占全(quan)世(shi)紀(ji)50萬t產(chan)量的(de)(de)(de)(de)(de)70％。

  最(zui)(zui)近國外又(you)推出了19Cr-10Mn-1Ni-0.5N和18Cr-18Mn-1Ni-4Mo-0.6N的(de)高(gao)氮(dan)奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)，其(qi)最(zui)(zui)明顯的(de)特(te)點(dian)是集高(gao)強度、高(gao)韌性、高(gao)延展(zhan)性、良好的(de)加工(gong)硬化(hua)及(ji)耐(nai)蝕性于一體(ti)(ti)，已成(cheng)功地應(ying)用于冶金、煤炭及(ji)電(dian)力(li)工(gong)業材料，在(zai)潮濕、高(gao)沖擊(ji)摩擦環境中使(shi)用，明顯優于其(qi)他不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。

  在(zai)奧氏體不(bu)(bu)銹鋼中(zhong)氮和(he)碳有許多共同性(xing)(xing)，如增加奧氏體穩定(ding)性(xing)(xing)，能(neng)有效提(ti)高鋼的(de)冷(leng)加工強度(du)(du)等。加適(shi)量的(de)氮能(neng)在(zai)提(ti)高鋼的(de)強度(du)(du)和(he)耐(nai)氧化性(xing)(xing)能(neng)的(de)同時，不(bu)(bu)降低不(bu)(bu)銹鋼的(de)耐(nai)晶間腐蝕性(xing)(xing)。以氮代碳，開發含氮不(bu)(bu)銹鋼已成為熱門話題(ti)。

  目前，應用的含氮不銹鋼在我國新的國家標準中已有36種，占不銹鋼總數的1/4，其中奧氏體不銹鋼中已有22種，占奧氏體不銹鋼總數的1/3，雙相不銹(xiu)鋼中的含氮不銹鋼已占80％以上，馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼及沉淀硬化型不銹鋼中均有含氮不銹鋼。而含氮不銹鋼又可分為控氮型、中氮型和高氮型三種。控氮型奧氏體不銹鋼是在超低碳（w(w(C)=0.02%~0.03%＝0.02％～0.03％）鉻鎳奧氏體不銹鋼中加入0.05％～0.10％（質量分數）氮，用以提高鋼的強度，使之達到含穩定化元素鈦的奧氏體不銹鋼或普通低碳（w（C）≤0.08％）奧氏體不銹鋼的水平，同時耐晶間腐蝕和晶間應力腐蝕性能優良；中氮型奧氏體不銹鋼是w(N)=0.10%0.40％，在正常大氣壓力條件下冶煉和澆注，所得到的氮合金化奧氏體不銹鋼（包括鉻鎳氮、鉻錳氮和鉻錳鎳氮型鋼）。我國含氮奧氏體不銹鋼基本上屬于中氮型奧氏體不銹鋼，如 022Cr17Ni7N、022Cr19Ni10N、05Cr19Ni10Si2CeN、12Cr17Mn6Ni5N、10Cr17Mn9Ni4N、20Cr15Mn15Ni2N等奧氏體不銹鋼的氮含量都在0.10％～0.30％（質量分數）之間，這類鋼以耐蝕性為主要目的，同時具有較高的強度；高氮型奧氏體不銹鋼的w(N)>0.40%，該類鋼既具有高強度，又具有耐蝕性。目前，國內含氮鋼中只有53Cr21M9Ni4N鋼中的w(N)=0.35%~0.50％，基本上達到高氮鋼標準。現在w(N)=0.8%~1.0%的高氮奧氏體不銹鋼已開始工業化生產，并獲得了實際應用。

  由于高(gao)氮(dan)合金鋼具有(you)較高(gao)的強(qiang)度(du)及良好的耐蝕(shi)性，可(ke)作為重要的工程材料(liao)，因此具有(you)廣闊的發(fa)展(zhan)前(qian)景。高(gao)氮(dan)鋼的發(fa)展(zhan)潛力和應用極具吸引力，并(bing)(bing)且含(han)氮(dan)不銹鋼的使用和需(xu)求已擴大并(bing)(bing)迅速增長(chang)。