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氮在钢中的作用

2020-09-08 23:25:57

一、氮对钢的显微组织及热处理的影响


① 氮和碳一样可固溶于铁,形成间隙固溶体。


② 氮扩大钢的奥氏体相区,是一种很强的形成和稳定奥氏体元素,其效力约是镍的20倍,在一定限度内可代替部分镍用于钢中。


③ 渗入钢表面的氮与铬、铝、钒、钛等元素可生成极稳定的氮化物,成为表面硬化和强化元素。


④ 氮使高铬和高铬镍钢的组织致密坚实。


⑤ 钢中残留氮含量过高会导致宏观组织疏松或产生气孔。


二、氮对钢的力学性能的影响


① 氮有固溶强化作用,能够提高钢的淬透性。


② 含氮铁素体钢中,在快冷后的回火或在室温长时间停留时,由于析出超显微氮化物,可发生沉淀硬化,氮也使低碳钢发生应变时效现象。在强度和硬度提高的同时,钢的韧性下降,缺口敏感性增加。氮导致钢的脆性特性与磷相似,其作用远大于磷。氮也是导致钢产生蓝脆的主要原因。


③ 提高高铬钢和高铬镍钢的强度和冲击韧度,而塑性并不降低。


④ 提高钢的蠕变强度和高温持久强度。


三、氮对钢的物理、化学及工艺性能的影响


① 氮对不锈钢的耐蚀性无显著影响。


② 氮的质量分数大于0.16%时,会使抗氧化性恶化。


③ 含氮钢的冷作变形硬化率较高。


④ 氮可降低高铬铁素体钢的晶粒长大倾向,从而改善其焊接性能。


四、氮在钢中的应用


① 氮作为合金元素,在钢中的含量一般小于0.3%(质量分数),特殊情况下可高达0.6%。


② 主要应用于渗氮调质钢、普通低合金钢、不锈耐酸钢和耐热不起皮钢,其中耐热不起皮钢可制造汽轮机的构件。


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