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氮在鋼中的作用

2020-09-08 23:25:57

一、氮對鋼的顯微組織及熱處理的影響


① 氮和碳一樣可固溶于鐵,形成間隙固溶體。


② 氮擴大鋼的奧氏體相區,是一種很強的形成和穩定奧氏體元素,其效力約是鎳的20倍,在一定限度內可代替部分鎳用于鋼中。


③ 滲入鋼表面的氮與鉻、鋁、釩、鈦等元素可生成極穩定的氮化物,成為表面硬化和強化元素。


④ 氮使高鉻和高鉻鎳鋼的組織致密堅實。


⑤ 鋼中殘留氮含量過高會導致宏觀組織疏松或產生氣孔。


二、氮對鋼的力學性能的影響


① 氮有固溶強化作用,能夠提高鋼的淬透性。


② 含氮鐵素體鋼中,在快冷后的回火或在室溫長時間停留時,由于析出超顯微氮化物,可發生沉淀硬化,氮也使低碳鋼發生應變時效現象。在強度和硬度提高的同時,鋼的韌性下降,缺口敏感性增加。氮導致鋼的脆性特性與磷相似,其作用遠大于磷。氮也是導致鋼產生藍脆的主要原因。


③ 提高高鉻鋼和高鉻鎳鋼的強度和沖擊韌度,而塑性并不降低。


④ 提高鋼的蠕變強度和高溫持久強度。


三、氮對鋼的物理、化學及工藝性能的影響


① 氮對不銹鋼的耐蝕性無顯著影響。


② 氮的質量分數大于0.16%時,會使抗氧化性惡化。


③ 含氮鋼的冷作變形硬化率較高。


④ 氮可降低高鉻鐵素體鋼的晶粒長大傾向,從而改善其焊接性能。


四、氮在鋼中的應用


① 氮作為合金元素,在鋼中的含量一般小于0.3%(質量分數),特殊情況下可高達0.6%。


② 主要應用于滲氮調質鋼、普通低合金鋼、不銹耐酸鋼和耐熱不起皮鋼,其中耐熱不起皮鋼可制造汽輪機的構件。


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