无镍高氮不锈钢和高氮奥氏体不锈钢有什么区别

发布网友发布时间：2022-05-29 05:13

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热心网友时间：2023-10-04 05:24

高氮无镍奥氏体不锈钢不仅具有生产成本低，绿色环保等的优点，而且在奥氏体不锈钢中加入氮赋予了钢许多优异的性能。
在以往奥氏体不锈钢的成本中镍占的比例为60%~90%，镍的价格非常昂贵，而且镍资源是非常重要的战略物资，我国又是一个镍资源非常贫乏的国家。以廉价的氮元素代替贵重而稀缺的镍元素，生产Cr-Mn-N系高氮无镍奥氏体不锈钢是减少镍资源消耗最有效的方法，其意义十分重大。向奥氏体不锈钢中加入1%的N就可以代替6~20%的Ni，而N元素的价格仅为Ni元素的1/200，价差十分巨大。因此，研发和生产高氮无镍奥氏体不锈钢具有极大的经济效益和社会效益。
常规的奥氏体不锈钢虽然具有良好的抗腐蚀性能，但在450~850℃保温或缓慢冷却时晶界上会析出Cr23C6，使周围基体形成贫铬区，从而造成晶间腐蚀。采用减小钢中含碳量及向钢中加入Ti、Nb的方法可以防止晶间腐蚀，但这种钢在焊接时容易因焊接温度过高而使TiC或NbC溶解，形成刀状腐蚀，而且Ti、Nb属于贵金属，生产奥氏体不锈钢很不经济，因此超低碳奥氏体不锈钢逐渐代替了Ti、Nb类不锈钢。然而固溶碳含量的降低使得奥氏体不锈钢的强度也随之大大降低。以N代C是获得高强度高韧性奥氏体不锈钢的一个重要途径。研究发现，N和C均以间隙原子的形式固溶强化奥氏体，但氮元素能够加强钢的金属键而碳元素则加强原子间的共价键，氮原子占据间隙位置时电子云密度比碳高，因此，氮比碳更能稳定奥氏体。氮元素可以导致滑移平面和变形孪晶的增加，从而阻止位错运动和孪晶扩展，极大地增加奥氏体不锈钢的形变硬化率和强度。高氮钢与传统的钢相比性能可以提高30~150%。目前，高氮不锈钢的抗拉强度已达到800MPa以上，并且仍然保持着较好的塑性、韧性和抗腐蚀性能。
但是，在常压下氮在钢中的溶解度很低，如何将氮加入到钢中成为阻碍氮作为合金化元素的主要因素，发展相应的工艺和设备以保证金属凝固时整个体积范围内达到高而均匀的氮浓度是发展高氮钢的首要问题。加压冶金技术的发展可以使得氮以较大含量固溶于奥氏体中，如加压电渣重熔、加压感应熔炼、真空感应熔炼、高压等离子弧熔炼、热等静压熔炼等等。欧洲一些国家用4.2MPa、20吨的加压电渣炉生产出了高氮奥氏体不锈钢，并已经实现工业化生产和应用。但是，加压冶金存在冶炼工艺复杂、设备昂贵、安全隐患大、生产成本高等问题。为此，近年来国内外学者主要致力于研究常压下冶炼含氮量较高的奥氏体不锈钢，并取得了一定的成果。东北大学与中科院金属所合作已经制备出含氮量在1.0%以上的高氮奥氏体不锈钢。长春工业大学已在常压下成功冶炼出含氮量为0.6%~1.2%的高氮无镍奥氏体不锈钢。

热心网友时间：2023-10-04 05:24

无镍高氮不锈钢包含了奥氏体和马氏体两种不锈钢，无镍添加；高氮奥氏体不锈钢包含了无镍和低镍奥氏体不锈钢，低镍含有1.5%-2.5%左右的镍，国内研究和生产无镍高氮不锈钢的单位有钢铁研究总院、东北大学、中科院金属所等单位，工艺有所区别，加压冶炼或者加压电渣重熔都有。钢铁研究总院现在研发的无镍高氮奥氏体不锈钢含氮量已达2%，且高强、耐蚀、无气泡。