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(bu)銹鋼,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(gao)氮奧氏體不銹鋼一般系(xi)指(zhi)鋼中含氮量>0.4%或(huo)≥0.5%的那些牌號。
前述(AISI 200系)鉻(ge)錳奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)加氮,最初(chu)是以節鎳(nie)獲得具有(you)奧氏體(ti)組(zu)織的(de)(de)節鎳(nie)不(bu)銹鋼(gang)(gang)為主要目(mu)的(de)(de),強度的(de)(de)增加等則是加氮后的(de)(de)必然結果(guo),而高氮鉻(ge)錳奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)發(fa)展則是20世紀60年代以來高氮鋼(gang)(gang)開發(fa)的(de)(de)一個新領域,主
要目標(biao)是(shi)在具有(you)一(yi)定不(bu)銹(xiu)耐蝕性的前提下向鋼(gang)(gang)中加入高氮(dan)量以獲得綜(zong)合性能優良(liang)的高強度和超高強度的高氮(dan)鉻錳(meng)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。
開發(fa)在(zai)固(gu)溶(rong)態(tai)便具有的超高(gao)(gao)強(qiang)度、高(gao)(gao)氮鉻錳奧氏體不(bu)銹鋼(gang),一方(fang)面(mian)高(gao)(gao)溫下鋼(gang)液(ye)中(zhong)能(neng)溶(rong)解足夠高(gao)(gao)的氮量(liang),另(ling)一方(fang)面(mian)在(zai)鋼(gang)液(ye)凝固(gu)過程中(zhong),鋼(gang)中(zhong)氮量(liang)又不(bu)會從(cong)鋼(gang)中(zhong)逸出而形成(cheng)氣泡。
由于(yu)(yu)鉻和錳均能顯著增(zeng)加氮在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)中的(de)(de)溶(rong)解度(du),因此,在(zai)(zai)約(yue)含18%Cr的(de)(de)鉻鎳奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)基礎上降鎳提(ti)錳,既節鎳又可(ke)達(da)到提(ti)高鋼(gang)(gang)中氮量(liang)(liang)的(de)(de)目的(de)(de)。20世(shi)紀80年代初問世(shi)的(de)(de)一些牌號(hao),例(li)如1Cr18Mn18N(相當于(yu)(yu)德國(guo)(guo)(guo)(guo)牌號(hao)X10CrMn1818)無(wu)(wu)磁不(bu)銹鋼(gang)(gang),含氮量(liang)(liang)可(ke)達(da)0.40%~0.60%,國(guo)(guo)(guo)(guo)內(nei)外已大(da)(da)量(liang)(liang)用于(yu)(yu)制造大(da)(da)型(xing)發電(dian)(dian)機的(de)(de)護環(huan),這(zhe)是具(ju)有代表性(xing)的(de)(de)高強度(du)且無(wu)(wu)磁鋼(gang)(gang)的(de)(de)典型(xing)用途。國(guo)(guo)(guo)(guo)內(nei)系采用電(dian)(dian)弧(hu)爐冶煉加電(dian)(dian)渣重熔工(gong)藝進行大(da)(da)量(liang)(liang)生產(chan),成品(pin)性(xing)能已達(da)到了(le)國(guo)(guo)(guo)(guo)外同類產(chan)品(pin)的(de)(de)水平(ping)。表5.27列出(chu)了(le)國(guo)(guo)(guo)(guo)產(chan)1Cr18Mn18N鋼(gang)(gang)護環(huan)的(de)(de)力學性(xing)能與國(guo)(guo)(guo)(guo)外技(ji)術要(yao)求的(de)(de)對比。可(ke)以看出(chu):此鋼(gang)(gang)的(de)(de)屈服強度(du)在(zai)(zai)固溶(rong)態已達(da)≥1000MPa的(de)(de)水平(ping)。
由于降鎳提(ti)錳(meng),目前(qian)發展的(de)高(gao)氮(dan)(dan)鉻(ge)錳(meng)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼大多是高(gao)錳(meng)量且不(bu)(bu)含(han)或僅含(han)少量鎳,為了適應(ying)更(geng)高(gao)氮(dan)(dan)量的(de)鉻(ge)錳(meng)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼生產的(de)需要,正在開發的(de)冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)工藝(yi)有加壓下鋼液氮(dan)(dan)合金化法(fa)(如(ru)(ru)加壓電渣爐冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)并澆注)和鋼固態氮(dan)(dan)合金化法(fa)(如(ru)(ru)粉(fen)末冶(ye)(ye)金法(fa))等。
由于高氮(dan)鉻錳(meng)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)熱加(jia)工(gong)塑性(xing)低(di)是(shi)因為鋼(gang)(gang)中硫的(de)偏析和氮(dan)化(hua)物以及碳、氮(dan)化(hua)物的(de)析出的(de)結果,因此,在冶煉過(guo)程中進行鋼(gang)(gang)的(de)鈣處理(li)(加(jia)入適量鈣)試驗,已(yi)取(qu)得了較(jiao)明(ming)顯的(de)改善鋼(gang)(gang)熱塑性(xing)的(de)效果。