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氮对氮合金化奥氏体不锈钢管件组织的影响

作者:admin 来源: 日期:2018-7-6 23:27:10 人气:2

氮扩大奥氏体的作用

一般人们喜欢采用奥氏体不锈钢管件。NMn都可替代Ni扩大奥氏体组织,其中N的作用尤为明显,在Ni当量中其扩大奥氏体的系数为18,因此加入MnN可替代Ni作为奥氏体不锈钢管件使用,对降低不锈钢管件的成本有明显作用。 表2列出了不同研究者对于氮和锰在镍当量中的系数。并有各自的当量计算公式,其中最有名的是SchaefflerDelong公式: Schaeffler当量计算公式:%5.0%30%MnCNiNieq×+×+=(1.2)Delong当量计算公式:%5.0%30%30%MnNCNiNieq×+×+×+=(1.3)Delong当量计算公式中包含了氮的作用,这对于研究氮的存在对组织的影响起着不可估量的作用。

在奥氏体钢的成分设计和制备过程中, 主要有三类奥氏体稳定性问题: 高温加热时δ相铁素体的形成; 低温时产生的马氏体相变; 在一定受热条件下发生的碳、氮化物或金属间化合物的脱溶沉淀。氮是能扩大奥氏体相区和稳定奥氏体的元素, 它形成奥氏体的能力与碳相当, 约为镍的30倍。氮的加入可以降低钢中铁素体的含量,使奥氏体更稳定。1%的氮可使马氏体转变温度降低635K, 约为Ni 25倍。在应变诱导马氏体出现的最高温度(Tmd) 的计算式中, 1%的氮可使Tmd降低623K。可见, 氮对热形成马氏体和形变马氏体均有抑制作用。

氮对氮合金化奥氏体不锈钢管件第二相析出物的影响

氮合金化不锈钢管件的第二相析出十分复杂, 不但有很多析出相(最多有18) , 而且氮化物的析出机制可能与一般的第二相析出机制不同。目前对于氮化物的析出研究主要集中在Cr2N的析出上[18][19]。氮合金化不锈钢管件的显微组织与氮的含量有关。当氮含量超过其在合金中的固溶极限(300系列不锈钢管件固溶极限为1%)时,会形成不同形态的氮化物沉淀:共析假“珠光体”中的Cr2N相和共晶组织中的CrN[20],Cr2N十分不稳定,低于1273K就分解;CrN1307K开始分解。 Rawers在研究高氮303316型不锈钢管件中氮化铬形态时发现:氮压对CrN的形成和稳定性有显著影响。 随着氮含量的变化, CrN2种不同的显微结构或形态:其一是等轴枝晶结构,它在金属基体凝固前形成;另一种为树枝状的两相共晶结构在凝固期间形成。前者很大,穿过多个晶粒,而后者仅限于单个晶粒。Cr2N在枝晶臂之间生长,形成的结构有2:称为假珠光体的细片状结构和相似于CrN但较小的结构。无论是否发生CrNCr2N转化, CrN中的大多数都与周围氮过饱和的金属基体保持热力学平衡。