據統計,世界鎳產量中每年約有60%用于生產不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。鎳是比較稀缺且價格昂貴的元素,特別是在戰爭期間,由于鎳也是戰略物資,因此鎳的供應更為緊張;而在和平時期,不銹鋼的成本和售價也常隨鎳價的漲跌而波動。因此,節約鋼中的鎳一直是不銹鋼發展中的重要研究方向。


  錳(meng)和氮均為(wei)(wei)(wei)奧(ao)氏(shi)體(ti)形成元素,特別是氮,其在鋼(gang)中形成奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力約為(wei)(wei)(wei)鎳(nie)(nie)的(de)(de)(de)30倍(bei)。錳(meng)形成奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力雖然較弱,僅為(wei)(wei)(wei)鎳(nie)(nie)的(de)(de)(de)二(er)分之一,但(dan)錳(meng)穩定奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力很(hen)強,而且(qie)還能(neng)(neng)顯(xian)著提高氮在鋼(gang)中的(de)(de)(de)溶(rong)解度(du),從(cong)而可提高氮向鋼(gang)中的(de)(de)(de)加入量(liang),所以為(wei)(wei)(wei)獲得(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)組織,以錳(meng)、氮相結合代(dai)鎳(nie)(nie)曾是最(zui)佳(jia)匹配,成為(wei)(wei)(wei)早期既能(neng)(neng)獲得(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)組織又(you)能(neng)(neng)節約鉻鎳(nie)(nie)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)中鎳(nie)(nie)的(de)(de)(de)主要合金化(hua)措施。


  自20世紀30年代起,德、美諸國便開始了以錳、氮代鎳的鉻錳奧氏體不銹(xiu)鋼的研究,至20世紀40年代便取得成效,開發出了以代替18-8(304)等鉻鎳奧氏體不銹鋼為主要目標的鉻錳(氮)系(AISI 200系)奧氏體不銹鋼。這也是唯一一類專為節鎳而研制的鋼類。


  但(dan)是經過(guo)近半個(ge)世紀的(de)(de)進一步(bu)研究和(he)實(shi)踐表明,錳、氮復合雖(sui)然可以從(cong)組織(形(xing)成(cheng)奧(ao)氏(shi)體(ti))中代鎳,但(dan)并不(bu)(bu)能從(cong)耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)等性(xing)(xing)(xing)能上(shang)完(wan)全代鎳,加之錳對不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)有害(hai)作用(yong)。因此一般(ban)認為(wei),已(yi)有的(de)(de)以錳、氮代鎳的(de)(de)一些鉻錳奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼牌號(例(li)如AISI 200系鋼)與其所希望代替的(de)(de)鉻鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼[例(li)如18-8(304)等]相比,雖(sui)然它(ta)們均為(wei)具有面心立方(fang)結構的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)組織,但(dan)在性(xing)(xing)(xing)能上(shang)二(er)者(zhe)卻有很大的(de)(de)不(bu)(bu)同,前者(zhe)是一類雖(sui)然強度(du)高,但(dan)耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)、成(cheng)型(xing)性(xing)(xing)(xing)和(he)焊(han)后性(xing)(xing)(xing)能等均相對較低的(de)(de)一類不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼。


  自1970年起,以VOD、AOD爐外(wai)精煉等為代(dai)表的現代(dai)不(bu)(bu)銹鋼(gang)冶金、加(jia)工技術(shu)的發(fa)(fa)展(zhan)和(he)廣泛(fan)應(ying)用(yong)(yong),無鎳(nie)(nie)、低鎳(nie)(nie)的現代(dai)鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)和(he)少鎳(nie)(nie)、低鎳(nie)(nie)(1%~4% Ni)的現代(dai)雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)的迅速發(fa)(fa)展(zhan)對AISI 200系不(bu)(bu)銹鋼(gang)的生產(chan)和(he)應(ying)用(yong)(yong)形成了巨大挑戰,而(er)且已逐漸成為節(jie)鎳(nie)(nie)不(bu)(bu)銹鋼(gang)發(fa)(fa)展(zhan)的主(zhu)流和(he)方(fang)向。但是(shi)由(you)于鉻鎳(nie)(nie)奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)的優(you)良綜合(he)性(xing)能(neng)的全(quan)面(mian)性(xing)和(he)適用(yong)(yong)范圍的廣泛(fan)性(xing),目前已有(you)(you)的各類節(jie)鎳(nie)(nie)不(bu)(bu)銹鋼(gang)雖有(you)(you)其(qi)性(xing)能(neng)的特點但也有(you)(you)其(qi)綜合(he)性(xing)能(neng)的不(bu)(bu)全(quan)面(mian)(局限(xian))性(xing)。因(yin)此(ci),它們僅能(neng)在其(qi)特性(xing)的適用(yong)(yong)范圍內代(dai)替部分鉻鎳(nie)(nie)奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang),而(er)節(jie)鎳(nie)(nie)不(bu)(bu)銹鋼(gang)要全(quan)面(mian),甚(shen)至全(quan)部代(dai)替鉻鎳(nie)(nie)奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)則是(shi)不(bu)(bu)可能(neng)的。


  近來,由于(yu)向鋼中加(jia)入(ru)高氮(dan)(dan)量的(de)工藝、技術、裝備的(de)進(jin)步,國內(nei)外(wai)不(bu)僅在(zai)大力開發高氮(dan)(dan)高強(qiang)度(du)(du)和(he)超高強(qiang)度(du)(du)的(de)鉻錳(meng)奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼,而(er)且對不(bu)加(jia)錳(meng)僅借向鋼中加(jia)入(ru)氮(dan)(dan)而(er)開發的(de)無(wu)錳(meng)、低鎳(nie)、高氮(dan)(dan)和(he)無(wu)錳(meng)、無(wu)鎳(nie)、高氮(dan)(dan)奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)研究(jiu)取得了令(ling)人(ren)注目的(de)進(jin)展(zhan),引起了國內(nei)外(wai)日益(yi)廣(guang)泛的(de)關注。






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