據統計,世界鎳產量中每年約有60%用于生產不銹鋼。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)(meng)和氮均為奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)形(xing)成元(yuan)素(su),特別(bie)是氮,其在鋼中形(xing)成奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)的能(neng)力約(yue)為鎳(nie)(nie)的30倍。錳(meng)(meng)形(xing)成奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)的能(neng)力雖然較弱,僅(jin)為鎳(nie)(nie)的二分之一,但錳(meng)(meng)穩(wen)定奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)的能(neng)力很強,而且還能(neng)顯(xian)著(zhu)提(ti)高氮在鋼中的溶解度,從(cong)而可提(ti)高氮向鋼中的加入量,所以為獲得(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組織,以錳(meng)(meng)、氮相結合代鎳(nie)(nie)曾是最佳匹(pi)配,成為早期既(ji)能(neng)獲得(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組織又能(neng)節約(yue)鉻鎳(nie)(nie)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼中鎳(nie)(nie)的主(zhu)要合金(jin)化措施。


  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(shi)經過(guo)近半個世紀的進一(yi)步研究(jiu)和(he)實(shi)踐表明,錳(meng)(meng)、氮復合雖然可以從(cong)組織(形成(cheng)奧氏體(ti))中代(dai)(dai)鎳(nie),但(dan)并不能從(cong)耐蝕(shi)(shi)性(xing)等(deng)(deng)性(xing)能上(shang)完全代(dai)(dai)鎳(nie),加之錳(meng)(meng)對不銹(xiu)鋼(gang)耐蝕(shi)(shi)性(xing)的有害作(zuo)用。因此一(yi)般認為(wei),已有的以錳(meng)(meng)、氮代(dai)(dai)鎳(nie)的一(yi)些鉻錳(meng)(meng)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)牌號(例(li)如AISI 200系鋼(gang))與(yu)其所希望(wang)代(dai)(dai)替(ti)的鉻鎳(nie)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)[例(li)如18-8(304)等(deng)(deng)]相比(bi),雖然它們均為(wei)具有面(mian)心(xin)立(li)方結(jie)構的奧氏體(ti)組織,但(dan)在性(xing)能上(shang)二(er)者卻有很(hen)大的不同,前者是(shi)一(yi)類雖然強度高,但(dan)耐蝕(shi)(shi)性(xing)、成(cheng)型性(xing)和(he)焊后(hou)性(xing)能等(deng)(deng)均相對較低的一(yi)類不銹(xiu)鋼(gang)。


  自1970年起,以(yi)VOD、AOD爐外精煉等為(wei)代(dai)表的(de)(de)(de)現代(dai)不(bu)(bu)(bu)銹鋼冶金、加工(gong)技術的(de)(de)(de)發展和(he)(he)廣泛應用,無鎳(nie)、低鎳(nie)的(de)(de)(de)現代(dai)鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼和(he)(he)少(shao)鎳(nie)、低鎳(nie)(1%~4% Ni)的(de)(de)(de)現代(dai)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)迅(xun)速發展對(dui)AISI 200系不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)生產和(he)(he)應用形成(cheng)了巨大挑戰,而(er)且已(yi)逐(zhu)漸(jian)成(cheng)為(wei)節(jie)鎳(nie)不(bu)(bu)(bu)銹鋼發展的(de)(de)(de)主流和(he)(he)方向。但是由(you)于鉻(ge)(ge)鎳(nie)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)優良綜合(he)性能的(de)(de)(de)全面(mian)性和(he)(he)適(shi)用范(fan)圍的(de)(de)(de)廣泛性,目前已(yi)有(you)的(de)(de)(de)各類(lei)節(jie)鎳(nie)不(bu)(bu)(bu)銹鋼雖有(you)其(qi)(qi)性能的(de)(de)(de)特點但也(ye)有(you)其(qi)(qi)綜合(he)性能的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)全面(mian)(局(ju)限)性。因此,它們僅能在其(qi)(qi)特性的(de)(de)(de)適(shi)用范(fan)圍內代(dai)替部(bu)分(fen)鉻(ge)(ge)鎳(nie)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼,而(er)節(jie)鎳(nie)不(bu)(bu)(bu)銹鋼要全面(mian),甚至全部(bu)代(dai)替鉻(ge)(ge)鎳(nie)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼則是不(bu)(bu)(bu)可能的(de)(de)(de)。


  近來,由于向鋼中加入(ru)高(gao)氮量的(de)(de)工(gong)藝(yi)、技術(shu)、裝(zhuang)備的(de)(de)進(jin)(jin)步,國內(nei)外不(bu)僅(jin)在大力開發(fa)高(gao)氮高(gao)強度和超高(gao)強度的(de)(de)鉻錳奧氏(shi)體不(bu)銹鋼,而(er)且對(dui)不(bu)加錳僅(jin)借向鋼中加入(ru)氮而(er)開發(fa)的(de)(de)無(wu)錳、低(di)鎳、高(gao)氮和無(wu)錳、無(wu)鎳、高(gao)氮奧氏(shi)體不(bu)銹鋼的(de)(de)研(yan)究取得了(le)令人(ren)注(zhu)(zhu)目(mu)的(de)(de)進(jin)(jin)展,引起了(le)國內(nei)外日益廣泛的(de)(de)關(guan)注(zhu)(zhu)。






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