高氮低镍奥氏体不锈钢的研究进展
奥氏体不锈钢点蚀研究
奥氏体不锈钢点蚀研究现状不锈钢从其诞生以来，一直广泛的应用在工业领域，随着工业技术的发展各种成分的不锈钢应运而生。
不锈钢的耐腐蚀性主要取决于其合金成分和组织结构。
不锈钢的合金成分主要包括铬、镍、钛、硅、铝等元素，其中铬含量要达到12%以上，以实现其特有的耐腐蚀性能。
不锈钢按其显微组织可分为奥氏体(γ相) 、铁素体(α相) 、马氏体( M相)、双相(γ+α、γ+ M等)和沉淀硬化(M +沉淀析出相) 等类型。
其中奥氏体不锈钢是工业上应用最广泛的不锈钢，最常见的是铬含量为18%、镍含量为8%的所谓18-8 不锈钢。
奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和综合力学性能，其室温及低温韧性、塑性及焊接性大大高于铁素体不锈钢，在氧化性、中性及弱氧化性介质中具有优良的耐蚀性。
然而，奥氏体不锈钢也存在两种主要的腐蚀：晶间腐蚀、点蚀。
点蚀是一种典型的局部腐蚀，广泛存在于钢铁中，特别是在某些介质（CL离子、氧）条件下，点蚀是主要的腐蚀形式。
对于点蚀的形成，至今也无法得到统一的定论。
一般认为，点蚀是由于钢中的杂质引起的，不锈钢中无法避免会有杂质，点蚀就形成于夹杂处。
目前，研究不锈钢点蚀的主要方法是采用电化学方法以及不锈钢材料表征。
采用动电位扫描可以得到不锈钢的击穿点位EB，该电位是研究不锈钢材料耐点蚀的重要方法；通过材料的表征，能够得到材料表面的宏观状况，可以得到点蚀的程度，蚀坑的大小及深浅。
长期以来点蚀一直是不锈钢材料面临的最大问题之一。
研究表明：金属材料对点蚀的敏感性主要取决于钝化膜的好坏。
奥氏体不锈钢中含有铬、钼、镍等元素。
铬是构成钝化膜的主要元素，添加铬能够促成钝化膜的形成，提高击穿电位E；钼能够促进钝化b，并延长了点蚀的孕育期。
膜形成稳定的结构，不仅提高击穿电位Eb现阶段的奥氏体不锈钢的发展已经不仅仅局限在这几种元素的添加，随着不同的需求，氮、铌等元素也添加到奥氏体不锈钢里。
不锈钢钟含0.1～0.3％氮能够明显提高材料的耐点蚀性能，但是少量的氮却会降低抗晶间腐蚀的性能；铌的添加能够提高抗晶间腐蚀却会降低抗点蚀性能。
奥氏体系高氮不锈钢DSN9
优秀的奥氏体系高氮不锈钢DSN9一直以来人们就知道奥氏体生成元素氮不仅通过固溶强化能使不锈钢的强度提高，而且能作为改善耐蚀性的元素来代替高价Ni，因此氮一直被用于改善强度和耐蚀性。
对于SUS316L（Fe-25Ni-23Cr-6Mo-0.2N）所代表的耐海水用超级奥氏体系不锈钢，为了提高其耐蚀性而多量添加铁素体生成元素Cr及Mo；与此同时，为了稳定奥氏体而多量添加Ni，故这是一种高价的不锈钢。
日本大同特殊钢公司以SUS316为基础，开发了旨在实现高氮化的DSN9（Fe-23Cr-10Ni-6Mn-2Mo-0.5N，mass%）。
钢种开发人员以添加高量的氮代替Ni来改善强度和耐蚀性，从而以低成本开发成功了DSN9，其耐蚀性可与SUS836L媲美。
另外，该钢从室温至高温的强度高，高温下的相稳定性也优良，并且具有与耐热不锈钢SUS310S同等的抗氧化性。
而且，DSN9冷变形性能也优良，是一种不仅适用于耐蚀用途而且也适用于耐热用途的优秀高氮奥氏体系不锈钢。
DSN9的化学成份见下表。
为了多量添加N，有必要提高钢水中的N和凝固后的奥氏体相的氮固溶极限值。
而且为了在浇铸时不产生氮气孔，凝固时的奥氏体相的氮溶解度必须比钢水中的氮含量还要大。
为此，DSN9以SUS316为基础添加了Mn6%，并将Cr含量提高到了23%。
另外，即使将Ni含量降低到10%，也能通过添加0.5mass%的氮保持稳定的奥氏体相。
表1 DSN9的化学成份（mass%）C Mn Ni Cr Mo N Fe0.02 6.0 10.0 23.0 2.0 0.5 余量经1373K×0.5hr/WC固溶处理的DSN9的室温抗拉性能见下表。
其0.2%屈服强度及抗拉强度均比SUS316高得多，抗拉强度及延性也比高强度双相不锈钢SUS329J1好得多。
表2 经1373K下固溶处理的DSN9的室温抗拉性能钢0.2%屈服应力（MPa）极限抗拉强度（MPa）延伸率（%）断面收缩率（%）DSN9 431 836 55 72 SUS316 243 591 58 74SUS329J1 490 670 36 61DSN9的冷加工变形量可达到80%；冷加工后也能得到比SUS304高的抗拉强度，通过80%的冷加工变形量，抗拉强度可达到1700MPa，延伸率达到与SUS304同等水平，具有优良的冷变形性能。
日本开发高氮无镍奥氏体不锈钢
{MgO}+2{Al}+3{O}=[MgAl2O4](6)铝合金液表面的Al2O3膜经一段时间与Mg 发生反应(1),从热力学角度考虑,上述反应都能发生,但实际上对复合材料来说,各个反应并不是同时发生,只可能发生其中某个反应。
由于MgAl2O4属于立方结构,与铝(面心立方)容易结合。
因此,MgAl2O4的生成使界面变为T iB2增强相/MgAl2O4/Al界面,新界面的生成促进了T iB2增强相与铝液的结合,从而提高复合材料的机械性能,高温性能以及耐摩擦性等。
4 结 论(1)原位T iB2/Al复合材料的增强体T iB2的生成是液态反应体系T iO2-Al-B2O3中[T i]与[B]反应生成T iB2成核和长大的结果。
(2)合金元素Mg对T iB2的形成具有催化作用,且定量加入Mg与机械搅拌一起可防止T iB2的区域性转变。
(3)原位T iB2/Al复合材料长大动力学是依据其自生颗粒直径随反应时间的变化来研究。
实验表明T iB2生成反应符合LSW定律,即: d3-d03=k lsw tK lsw=8Vm2γi C0D m/9RT表明原位反应自生相的长大既受扩散控制又受界面反应控制。
(4)T iB2自生相的体积分数为单位复合材料中自生相的颗粒数与颗粒体积的乘积,在假设晶核直径小到可以忽略不计,即D=0的情况下,自生相体积分数可由下式求出:V f=4NπV m2γi C0D m t/27RT自生体积分数与反应时间函数关系具有零级反应形式。
参考文献[1]Davies P.K ellie J L F and Parton D P.Patent W O93/05189.1993[2]Scholz.H,greil.P.Nitridation ractions of m olton Al2(M g,S i)alloys.J.M ater.Sci.,1991,(26):669～677[3]肖纪美.合金相与相变.冶金工业出版社,1987,:250～252[4]Sem S,stefanescu D.M.Dhindaw B.K.M elt-processedNi3Al M atrix com posite rein forced with T iC particulates.M etall.T rans.1994,25A(11):2525～2534收稿日期:2001209220信息报导日本开发高氮无镍奥氏体不锈钢 由于奥氏体不锈钢具有良好的成形性能和耐蚀性能等,所以在装修、钟表和人体直接接触的有关零部件中应用。
奥氏体不锈钢的发展与性能介绍
奥氏体不锈钢的发展与性能介绍奥氏体不锈钢是含有高含量铬和镍以及低含量碳的非磁性不锈钢。
以其成型性和耐腐蚀性而闻名，奥氏体不锈钢是最广泛使用的不锈钢等级。
铁素体不锈钢具有体心立方（BCC）晶粒结构，但是奥氏体不锈钢则由它们的面心立方（FCC）晶体结构定义，其在立方体的每个角上具有一个原子。
当在标准的18%铬合金中向合金中加入足够数量的镍时，形成这种晶粒结构（8%-10%）。
奥氏体不锈钢除了是非磁性之外，还不能进行热处理。
然而，它们可以通过冷加工以改善硬度、强度和抗应力。
一种溶液退火加热到1045℃，然后淬火或快速冷却将恢复合金的原始状态，包括去除合金分离并在冷加工后重新建立延展性。
镍基奥氏体不锈钢被称为300系不锈钢。
其中最常见的是304级，通常含有18%的铬和8%的镍。
8%是可以添加到含有18%铬的不锈钢中的最小量的镍，以便将所有铁素体组织完全转化为奥氏体不锈钢。
对于316不锈钢，钼也可以添加到约2%的水平以提高耐腐蚀性。
虽然镍是最常用于生产奥氏体不锈钢的合金元素，但氮提供了另一种可能性。
低镍和高氮含量的不锈钢分为200系不锈钢。
然而，因为它是一种气体，所以在有害影响产生之前只能加入有限量的氮气，包括形成氮化物和削弱合金的气体孔隙率。
加入锰（也是奥氏体形成剂）与氮的混合使得可以加入更多量的气体。
结果，这两个元素以及铜（也具有奥氏体形成性质）通常用于替代200系不锈钢中的镍。
20世纪40年代和50年代，当镍供应不足，价格偏高时，200系列也被称为铬锰（CrMn）不锈钢。
现在被认为是300系不锈钢的经济高效替代品，可以提供增加屈服强度的附加优点。
奥氏体不锈钢的直线等级的最大碳含量为0.08%。
低碳等级或“L”等级含有0.03％的最大碳含量以避免碳化物析出。
奥氏体不锈钢在退火条件下是非磁性的，尽管在冷加工时它们可能变得微小磁性。
它们具有良好的成形性和可焊性，以及优异的韧性，特别是在低温或低温下。
奥氏体级别也具有低屈服应力和相对较高的拉伸强度。
氮含量对奥氏体不锈钢层错影响研究进展
层错与孪晶的概念及形成
形变孪晶是指一个晶体内的部分区域在变形过程中作出位向的调整。 形变孪晶是一种非弹性变形机制，足够多的非弹性变形可以产生宏观非 弹性变形。 形变孪晶首先孪晶形核，然后在长度和宽度方向上生长，之后和其 他孪晶相互作用。 孪晶形核普遍被认为：孪晶是多层原子连续错排产生，最初孪晶形 核是通过分位错并列运动产生一个三层原子的排列过程。一个全位错可 以分解成两个不全位错，从而产生一个层错。当相邻的两个原子层也相 继出现两个层错且与基体母相为对称关系，这样的三层原子层组成了孪 晶核。孪晶的生长速度较快，涉及到因素有：生长能、动态生长和潜在 的位错机制的相互作用。孪晶与已有位错结构的相互作用、位错与孪晶 界的相互作用以及孪晶与孪晶之间的相互作用描绘出一个非常复杂的力 学和材料问题，具有广泛的研究前景。
晶体变形过程中的位错机制
Wang等人发现位错在变形过程中有效的提高了铜的综合 力学性能，在材料的制备过程中位错大量存在。孙世成研究发 现，位错容易被孪晶界吸收。吸收的位错将本来平直的孪晶界 变得弯曲，位错与孪晶界交互作用使孪晶界转变成普通晶界。 位错阵列和位错墙有效的将孪晶片层进行分割，同时位错缠结 产生大量的亚结构，起到细化晶粒的作用。
含量提高，材料力学性能将不断提高，AL6XN相比于常用不锈钢具有更
为优异的力学性能。
第
4
章
位错研究的发展前景
位错研究的发展前景
层错能是材料塑性变形的一个重要参数，通过改变材料的层错能 可以改变材料的塑性变形能力，提高材料的强度和加工性能。通过添 加合金元素改变层错能是材料改性的一个重要方法。 就奥氏体不锈钢来讲，虽然实验已有很多关于合金元素添加后降 低或提高层错能的研究实例，但其提高或降低层错能的微观机理目前 尚缺乏在原子、电子层次的认识，而通过对其原子层次的分析和研究 ，有助于更深入地了解奥氏体不锈钢层错形成的微观机理，从而为设 计出性能更为优异的奥氏体不锈钢提供理论依据。
低镍奥氏体不锈钢热变形性能及氮的影响_李岩
2008年6月#第25卷#第3期Jun.2008 V o l.25 N o.3轧 钢ST EEL RO LL IN G低镍奥氏体不锈钢热变形性能及氮的影响李 岩1,张有余1,朱 亮2,张孝平2(1.酒泉钢铁(集团)有限责任公司技术中心不锈钢研究所,甘肃 嘉峪关 735100;2.兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃 兰州 730050)摘 要:为改进低镍奥氏体不锈钢的热轧工艺,利用热力模拟拉伸试验,研究了2种不同氮含量的连铸坯在不同温度下的热变形性能。
结果表明,氮含量对低镍奥氏体钢热变形性能及组织有较大影响。
当氮含量较高时,铸坯晶粒较细,在较小变形量下即可通过动态回复使材料软化,获得很好的高温塑性;而氮含量较低时,不易发生动态回复,只能在变形量足够大时才发生动态再结晶,高温塑性相对较差。
关键词:低镍奥氏体不锈钢;热变形;回复;再结晶中图分类号:T G335;T G 142.71 文献标识码:A 文章编号:1003-9996(2008)03-0011-05Hot Deformation C haracteristics of a Low Nickel AusteniticStainless Steel and Effects of NitrogenLI Yan 1,ZH ANG You -yu 1,ZHU Liang 2,ZH ANG Xiao -ping 2(1.J iuquan Iron an d Steel(Group)Co.,Ltd.,Jiayuguan 735100,Chin a;2.State Key Laboratory of Gansu Advan ced Non -ferrous M etal M aterials,Lanzh ou U nivers ity ofT ech nology,Lanz hou 730050,C hina)Abstract:F or improv ing hot rolling process o f a low nickel austenitic stainless steel,the ho t defo rmatio n pro p -er ties of t wo continuous cast billets w ith different nitr og en additions w ere inv est igated by means of therma-l me -chanical simulation ex per iments.T hro ug h the o bser vatio n o f microstr ucture after hot defor mation,the behav io r of the ho t defor mation was researched.T he r esult s show that the effects of nitr og en on ho t defor mation char ac -t eristics and str uctures of t he low nickel austenitic stainless steel a re significant.Fo r the steel w ith mor e nit ro -g en additions,its prior austenite gr ains in the cast state ar e f ine,the dynamic recov ery is likely to t ake place af -t er small hot defo rmation,so its hot duct ility is better.F or the steel wit h less nitr og en additio ns,the dynamic recov ery do es not easily take place,and the dynamic r ecr ystallization takes place o nly after eno ugh hot deforma -t ion,so its hot ductilit y of the tensile test is low er.Key words:lo w nickel austenit ic st ainless steel;hot defor mation;recov er y;recr ystallizatio n收稿日期:2007-11-22作者简介:李 岩(1964-),男(汉族),陕西吴起人,工程师,硕士研究生。
医用高氮无镍不锈钢的研究及应用现状
医用高氮无镍不锈钢的研究及应用现状作者：任伊宾来源：《新材料产业》 2015年第7期文/任伊宾中国科学院金属研究所医用不锈钢是最早开发应用的医用金属材料之一，其加工性能优异、制造技术成熟、价格低廉，因而在临床上被广泛应用于加工各种器件或植入件。
医用不锈钢的发展一直和工业不锈钢的发展同步，不锈钢在1913年发明后，304不锈钢在1926年就开始用作人体骨科植入材料，同时随着耐蚀性更好的316不锈钢的发明，临床上从20世纪50年代开始用316不锈钢逐渐取代了304不锈钢。
在20世纪60年代，冶金技术的进步使316不锈钢中的碳（C）含量降低到0.03%以内，不仅解决了不锈钢的晶间腐蚀问题，而且具有优异的生物相容性，从此超低碳的316L不锈钢在医学领域被广泛应用[1]。
近几十年由于氮（N)能显著提高不锈钢的力学性能和耐蚀性，氮强化的医用不锈钢以及无镍(Ni）的高氮不锈钢也开始应用于临床。
目前用于临床的医用不锈钢按其组织主要包括医用马氏体不锈钢、医用奥氏体不锈钢和少量医用沉淀硬化型不锈钢3种类型，其中医用马氏体不锈钢和沉淀硬化型不锈钢具有高硬度和高强度，多用于制作外科手术器械，而医用奥氏体不锈钢具有良好的力学性能、耐腐蚀性能和优良的生物相容性，已经广泛应用于医疗领域，316L不锈钢为其典型代表。
目前，以316L或317L为代表的医用奥氏体不锈钢被广泛用来制作各种人工关节、骨折内固定器械和心血管支架等高端医疗器械产品。
但是医用不锈钢植入人体以后，由于不可避免的微量腐蚀或磨损，必然使其中含有的金属离子溶出，可能引起水肿、过敏、感染、组织坏死等不良组织学反应[2]。
其中316L不锈钢中含镍10%以上，临床研究已经证明，医用金属材料中镍离子的溶出，除引起致敏和发炎反应外，还可能会诱发肿瘤或血栓的形成[3]。
因此近年来，除了继续优化冶金制备技术和表面改性技术来改善和解决现有医用不锈钢临床应用问题外，研究开发新型医用无镍不锈钢已经成为医用不锈钢主要的发展趋势。
高氮奥氏体不锈钢的研究进展
⾼氮奥⽒体不锈钢的研究进展⾼氮奥⽒体不锈钢的研究进展作者：刘海定，王东哲，魏捍东，李永友，胥忠伟，孙威， Liu Haiding， Wang Dongzhe ， Wei Handong， Li Yongyou， Xu Zhongwei， Sun Wei作者单位：国家仪表功能材料⼯程技术研究中⼼,重庆仪表材料研究所,重庆400700刊名：特殊钢英⽂刊名：SPECIAL STEEL年，卷(期)：2009,30(4)被引⽤次数：3次参考⽂献(29条)1.徐匡迪;⾼⽟来;翟启杰低镍不锈钢⽣产中的若⼲冶⾦学问题[期刊论⽂]-钢铁 2004(07)2.崔⼤伟;曲选辉;李科⾼氮低镍奥⽒体不锈钢的研究进展[期刊论⽂]-材料导报 2005(12)3.Peter J Uggowitzer;Ruth Magdowsi;Markus O Speidel Nickel Free High Nitrogen Austenitic Steels[外⽂期刊] 1996(07)4.Takayuki Oshima;Yasuhiro Habara;Kotaro Kuroda Efforts to Save Nickel in Austenitic Stainless Steels[外⽂期刊] 2007(03)5.Simmons J W Overview:High-nitrogen Alloying of Stainless Steels 19966.Katada Yasuyuki Current Research Activities of ISIJ-HNS Research Group in Japan 20067.卡曼奇U;曼德⾥R;贝德威;李晶,黄运华⾼氮钢和不锈钢--⽣产,性能与应⽤ 20068.李花兵;姜周华不锈钢熔体中氮溶解度的热⼒学计算模型[期刊论⽂]-东北⼤学学报(⾃然科学版) 2007(05)9.尹世友;姜周华;李阳奥⽒体不锈钢熔体氮溶解⾏为的研究[期刊论⽂]-中国冶⾦ 2007(03)10.袁志钟;戴起勋;程晓农氮在奥⽒体不锈钢中的作⽤[期刊论⽂]-江苏⼤学学报（⾃然科学版） 2002(03)11.张峰;李光强;朱诚意氮在液态Fe-Cr-Mn(Ni)系不锈钢中的溶解[期刊论⽂]-材料与冶⾦学报 2005(03)12.Balachandran G;Bhatia M L;Ballal N B Some Theoretical As pects on Designing Nickel Free High Nitrogen Austenitic Stainless Steels[外⽂期刊] 2001(09)13.肖纪美不锈钢的⾦属学问题 200614.Balachandran G;Bhatia M L;Ballal N B Processing Nickel Free High Nitrogen Austenitie Stainless Steels through Conventional Electroslag Remelting Process[外⽂期刊] 2000(05)15.Masayuki Tendo;Yutaka Takodoro;Kazuhiro Suetsugu Effects of Nitrogen,Niobium and Molybdenum on Strengthening of Austenitic Stainless Steel Produced by Thermo-Mechanieal Control Process[外⽂期刊] 2001(03)16.马⽟喜⾼氮奥⽒体不锈钢组织结构及韧脆转变机制的研究 200817.Katsutoshi Orita;Yasumi lkeda;Tadao lwadate Development and Production of 18Mn-18Cr Non-magnetic Retaining Ring with High Yield Strength[外⽂期刊] 1990(08)/doc/b85771f8680203d8cf2f2427.html tinovshikov Y;Ruts A;Bannykh O Microstructure and Properties of the High-nitrogen Fe-Cr Austenite 199919.Yuji ikegami;Rikio Nemote Effect of Thermo-mechanical Treatment of High-nitrogen Containing Cr-Mn-Ni on Mechanical Properties of Austenitic Stainless Steels[外⽂期刊] 1996(07)20.Hans Betas;Sabine Siebert High Nitrogen Austenitic Cases in Steinless Steels[外⽂期刊] 1996(07)21.Satoru Kubota;Yu Xia;Yo Tomota Work-hardening Behavior and Evolution of Dislocation-microstructures in High-nitrogen Bearing Austenitic Steels[外⽂期刊] 1998(05)22.Ridolfi M R;Tassa O Formation of Nitrogen Bubbles during the Solidification of 16%-18% Cr High Nitrogen Austenitic Stainless Steels[外⽂期刊] 200323.Schino Di;Kenny J M Grain Refinement Strengthening of a Microcrystalline High Nitrogen Austenitic Stainless Steel[外⽂期刊] 200324.Li Hua-bing;Jiang Zhou-hua;Shen Ming-hui High Nitrogen Austenitic Stainless Steels Manufactured by Nitrogen Gas Alloying and Adding Nitrided Ferroalloys[外⽂期刊] 2007(03)25.Nobuo Nakada;Naoki Hirakawa;Toshihiro Tsuchiyama Grain Refinement of Nickel-free High Nitrogen Austenitic Stainless Steel by Reversion of Eutectoid Structure[外⽂期刊] 2007(2)26.Kim Y-S;Nam S-M;Kim S-J Strain Rate Dependence of Deformation Behavior of High-nitrogenAustenitic Steels[外⽂期刊] 2007(0)27.Li Hua-bing;Jiang Zhou-hua;Zhang Zu-mi Mechanical Properties of Nickel Free High Nitrogen Austenitic Stainless Steels 200728.Frechard S;Redjaimia A;Lach E Dynamical Behaviour and Microstructural Evolution of a Nitrogen-alloyed Austenitie Stainless Steel 200829.Lee T-H;Oh C-S;Kim S-J Deformation Twinning in High-nitrogen Sustenitic Stainless Steel[外⽂期刊] 2007(11)本⽂读者也读过(8条)1.崔⼤伟.曲选辉.李科.CUI Dawei.QU Xuanhui.LI Ke⾼氮低镍奥⽒体不锈钢的研究进展[期刊论⽂]-材料导报2005,19(12)2.王敏.郎宇平.吴兴惠温度对Mn16Cr22Nil.6N0.6⾼氮钢的热变形⾏为和组织的影响[期刊论⽂]-特殊钢2010,31(2)3.余蓉⾼氮不锈钢的开发进展[期刊论⽂]-世界钢铁2010,10(1)4.⽯锋.崔⽂芳.王⽴军.姜周华.刘春明.Shi Feng.Cui Wenfang.Wang Lijun.Jiang Zhouhua.Liu Chunming⾼氮奥⽒体不锈钢研究进展[期刊论⽂]-上海⾦属2006,28(5)5.陈巍.庞学慧.刘燕林.张宏勇.宗铎.邢俊峰.CHEN Wei.PANG Xuehui.LIU Yanlin.ZHANG Hongyong.ZONG Duo. XING Junfeng⾼氮不锈钢⼯艺性能研究[期刊论⽂]-兵器材料科学与⼯程2009,32(5)6.赵进刚.张宝伟.王明林.ZHAO Jin-Gang.ZHANG Bao-wei.WANG Ming-lin⾼强度奥⽒体不锈钢的发展[期刊论⽂]-材料开发与应⽤2005,20(4)7.冯奇.杜忠泽.王快社.韩英.FENG Qi.DU Zhongze.WANG Kuaishe.HAN Ying超细晶奥⽒体不锈钢的研究状况及问题[期刊论⽂]-热加⼯⼯艺2009,38(24)8.李长胜.戴起勋.陈康敏.LI Chang-sheng.DAI Qi-xun.CHEN Kang-min新型奥⽒体不锈钢室温拉伸性能研究[期刊论⽂]-热加⼯⼯艺2006,35(20)引证⽂献(3条)1.余蓉⾼氮不锈钢的开发进展[期刊论⽂]-世界钢铁 2010(1)2.邹章雄.郎宇平.屈华鹏.项⾦钟⽆磁钻铤⽤Cr-Mn-N奥⽒体不锈钢组织性能研究[期刊论⽂]-热加⼯⼯艺2013(18)3.杜春风.詹凤.杨银辉.严彪节镍型双相不锈钢的研究进展[期刊论⽂]-⾦属功能材料 2010(5)本⽂链接：/doc/b85771f8680203d8cf2f2427.html /Periodical_tsg200904016.aspx。
高氮无镍奥氏体不锈钢
高氮无镍奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢因为具有卓越的机械性能和耐磨性被广泛用于管线、化学储存、电站等行业。
为了降低镍的使用量，奥氏体不锈钢的固溶氮化处理变得越来越有吸引力。
金属溶质氮不仅是一种很强的奥氏体形成元素，还能提高耐磨性和机械性能（如强度和韧性），因此用其作为镍的替代品来获得高强度、高韧性的奥氏体不锈钢是可以预期的。
然而高氮钢在使用过程中出现的问题之一是它会发生脆性-延性转变（BDT），这种转变是在面心立方晶格（fcc)合金中基本上看不到的。
日本九州岛大学材料科学工程系的研究者对高氮无镍奥氏体不锈钢的脆性-延性转变机理进行了研究，关注的焦点是位错的活性。
首先测定了与位错活性关系密切的0.2%屈服应力下的温度；其次对小尺寸试样进行冲击试验以研究BDT行为；用3个不同的十字头速度进行4点弯曲试验以根据应变速率与BDT温度的关系来确定活化能。
也可以通过应变-镦粗试验来确定活化能的值。
试验所用的Fe-25Cr-1.1N不锈钢化学成分见下表：C Si Mn P S Cr N Fe0.002<0.01<0.01<0.0050.000425.11 1.1余量在1473K下，在0.1MPa的氮气气氛中，对试验钢种进行固溶氮化处理达72ks，水冷；在1173K下等温热处理达0.3ks；在1473K下二次奥氏体化，然后淬火。
获得的研究结果如下：1）Fe-25Cr-1.1N钢的温度与0.2%屈服应力的关系比SUS316L的要紧密得多；在吸收能曲线的“低架”温度下，沿受检试样的裂纹尾迹未发现明显的塑性变形迹象；Fe-25Cr-1.1N钢BDT温度所需要的活化能比铁素体钢的要高得多，这表明在Fe-25Cr-1.1N钢中，在低温下位错的滑移难以诱发BDT；可以推测，溶解的氮原子会使得Helmholtz自由能增加和/或位错滑移加剧，从而导致BDT所需的活化能值提高；面心立方晶格之间位错滑移的热活化过程之差可以解释为什么即使在相同的活化能下，Fe-25Cr-1.1N钢的BDT温度要低很多。
一种新型高氮奥氏体不锈钢高周疲劳性能的研究
232材料导报2008年5月第22卷专辑X一种新型高氮奥氏体不锈钢高周疲劳性能的研究*陈曦，戴起勋，陈康敏，洪彪，陈华钢(江苏大学材料科学与工程学院，镇江212013)摘要研究了一种新型高氮奥氏体不锈钢在室温条件下的高周疲劳性能。
对疲劳性能曲线进行了拟合分析及回归方程方差分析。
结果表明，中值寿命的疲劳性能曲线能用指数函数eo018428N=1094151表示。
用S EM进行了断口观察，分析结果显示：在低载荷的情况下，断口上准解理断裂的特征很明显；随着栽荷的增大，准解理断裂的特征逐渐消失，取而代之的是无特征平面和疲劳条纹。
关键词高氮奥氏体不锈钢疲劳性能准解理断裂中图分类号：T G l42文献标识码：AR e s ear c h on H i gh C yc l e Fat i gue B e havi or of a H i gh’ni t r ogenA us t eni t i c St ai nl ess St ealC H E N X i，D A I Q i xun，C HE N K angm i n，H O N G B i ao，C H EN H uagang(School of M at er i a l s Sci ence and E ngi nee ri ng，Ji angs u U ni ver si t y，Z henj i ang212013)A bs t ract H i g h cycl e f at i gue pr op er t y of a hi g h-ni t r og en aus t eni t i e s t ai n l es s s t eel i s st ud i ed at r oom t em per a—t u r e T h e l i n ear cor r el at i on and va r i anc e of r eg r essi on equ at i on of f at i gue c ul w e ar e anal yzed．T he r esul t s i ndicat e t hat t he f at i gue cu r v e ca n be expr ess ed by exp onen t i al f unc t i on e0．018425N-----109‘151．SEM i s us e d t o st udy t he f r actut r al cha r-act er i zat i ons．T he r esul t s i ndi cat e t hat f cat ur e of quas i-cl eav age f r act ur e i s ver y obvi ous w he n t he l oad i ng i s l ow．A s t he l oad i ng gr ow s，t he f eat ur e of quas i-cl eav age f r act ur e ca n not be f ound eas i l y，but und i st i ngui shab l e pl a nes a nd f at i gue m ar ki ngs ar e ver y obv i ous．K e y w or ds hi gh-ni t r oge n aus t eni t i c s t ai n l es s s t eel，f at i g ue pr op er t y，qua si-cl ea vage f r act ur e奥氏体不锈钢凭借其在多种腐蚀介质中优异的耐蚀性能、良好的综合力学性能和工艺性能，在众多领域中获得了广泛的应用[1~3]。
高氮不锈钢的研发和应用动态
高氮不锈钢的研发和应用动态众所周知，氮乃占空气总量80%的量大而价廉的元素，若代镍成功则，十分有利于不锈钢的推广利用。
1钢铁材料加氮的好处地球上大气中氮约占80%，这一资源极丰富元素作为钢铁材料中的有用元素利用，近年受到人们的高度关注。
过去认为氮加入钢中将产生脆性而作为必须除去的元素处理，但在1910～1930年期间却开展了氮加入钢中可提高强度的研究，以后并用它来提高韧性、疲劳强度和耐蚀性等性能，发现氮的加入量愈多上述性能提高愈大的趋向，从而开展了扩大加入量的相关研究。
氮引起注意的最大理由是它可代镍。
就在上世纪30～40年代，日本为了节约战时物资的镍，氮作为可代镍生成奥氏体相的元素受到人们的重视。
但是直到现在，氮加入钢中后如何固溶以提高钢的性能以及它的机理如何等尚不明，均亟待研究解决。
有关氮的利用研究国际上亦颇为盛行，从1988年的第一次“高氮钢国际会议”（HNS-88）以来到现在，国际会议仍定期召开；在日本钢铁协会，作为材料组织性能分会的“氮对钢各种性能有效性”研究会也一直在开展组织研究。
还根据氮的加入不同致钢的组织成分等亦不同，大致进行了以下分类，即含氮>1%的为超高氮钢，0.3%～0.5%的为“高氮钢”，在此以下的为“含氮钢”。
本文重点以含氮钢研究中心的钢种奥氏体系不锈钢为主，对最近的材料和生产技术开发事例简介如下。
2在实用化的含氮不锈钢正在实用化的含氮不锈钢主要是用上世纪70年代开发的AOD法生产，即在钢水中吹氧气和氦、氮等惰性气体，通过使发生的CO2气的分压降低以抑制铬等必要成分的氧化，并提高脱碳效率的炼钢方法。
而用20世纪80年代开发的加压ESR装置（即电渣再熔化装置）生产的含氮1%左右的不锈钢在欧洲亦少量应用。
加氮不锈钢的研究对象以氮溶解度高的奥氏体钢为中心，并主要进行了锰铬系和镍铬系等钢种的开发。
各系不锈钢是在二战时为节约镍而以锰代用为目的开发的，到80年代则是为提高奥氏体不锈钢的氮溶解度而加锰的。
氮含量对奥氏体不锈钢层错影响研究进展
氮含量对奥氏体不锈钢耐蚀性能的影响
氮的加入 可 以 显 著 提高钢的耐腐蚀性能，尤其 是 材料耐局部腐蚀性能。不锈钢的耐点蚀性能可以通过 计算其点蚀当量值(Pitting Resistance Equivalent Number ，PREN)来衡量。 氮元素对点蚀当量的贡献远远高于Cr和Mo等传统 提高材料耐蚀性能的元素。氮的加入除了提高奥氏体 不锈钢的点蚀性能外，还提高材料的缝隙腐蚀性能、 应力腐蚀性能、气蚀性能等。
C原子时，C原子可溶于晶体间隙成为间隙固溶体强化基体， 并且含量较少的C原子会在晶界析出颗粒状不连续碳化物，阻 碍晶界滑动，提高材料的塑性和韧性。
超级奥氏体不锈钢成型性能与氮含量的关系
研究表明，在奥氏体不锈钢中添加一定量的N元素，可在大幅提高 材料塑性的同时保持材料原有 的 韧性。与此同时，是一种奥氏体稳定元 素，N的加入可W进一步稳定奧氏体单相组织，提高材料的耐蚀性能，降 低局部腐蚀和应力腐蚀敏感度。另一方面，N元素在基体中可减少密排不 全位错，限制了含间隙杂质原子团的Splintered位错运动，从而大幅提升 强度同时产生固溶强化和晶界强化的效果。研究证明，一定范围内随着N
氮含量对奥氏体不锈钢层错影响研究进义
近几十年来随着石油化工产业的高速发展对不锈钢的要求越来 越高，传统不锈钢已远远无法满足工程实践对材料耐蚀性和强度的 要求，开发出了多种改良后的低碳高氮高强奥氏体不锈钢。其中， 高氮钢是指钢材中N元素含量高于0.4%的不锈钢，它多被应用在低 温超导、高压化学容器、石油化工、核能电力、航空航海、武器国 防等特殊领域，具有极为广阔的发展前景。 前人对奥氏体不锈钢开展多元化研究，包括表面改性、焊接等 具体实验探索，但微观理论机制的研究目前研究较少，还有待完善。 本文从奥氏体不锈钢氮含量对晶体位错机制的影响的叙述，进一步 完善微观机制的研究，为后人的继续研究做好铺垫。
ZG1Crl7Mnl2Ni2N熔炼工艺研究
织为铁素体 ；Ｗ ０ １％～０３ ％时 ，钢的金相组 ． ３ ．３
织为铁素体和奥氏体 ；Ｗ ＝０５ ％时 ，则可获得单 ． ８
一
２ 化 学成 分控制 ．
（ ）ｚ Ｃ １Ｍ ｎ ２ ２ １ Ｇ１ ｒ７ １ＮｉＮ化 学 成分 要 求 如 表 １
所示 。
表１ Ｚ Ｃｒ７ ｌ ＮｉＮ Ｇ１ ｌ Ｍｎ ２ ２ 化学成分 （ 质量分数 ） （ ％）
制 Ｗ ＝０１ ％～０１ ％。 ｒ ． ２ ．５
≤ ０．３ ≤ ０． ５ ０ ０１ ≤ ０． ５ Ｏ．５ ～０． ｌ ５ １ ５ ～ ２． ～ １ ７５ ７． ～ ３ Ｏ ． ～ Ｏ－０ ３
３ 熔炼过程控 制 ．
（）电弧炉操作 １ 采 用 返 回 法 熔 炼 ，使 用 优
Ｚ ｒ ｎ ｉＮ Ｇ Ｍ Ｎ ２ 熔炼工艺研究 Ｉ １ １ Ｃ ７ ２
哈尔滨 电机厂 有限责任 公司 （ 龙江 １ ０ ４ ） 蒋东兵 黑 ０ ０ ５ 刘忠仁 高润贺
ＺＧ１ ７ ｎ ２ ２ Ｃ １ Ｍ １ ＮｉＮ铬 锰 氮 不 锈 钢 是 一 种 高 ｒ 铬 、高锰 、高 氮 、 低镍 型 奥 氏体 不 锈 钢 ，金 相 组 织 控 制 ｃ＝１ ． ％ ～１． ％。 ６５ ０ ７５ ７
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０７ ，氧 化 期 结 束 后 扒 净 钢 渣 ，加 入 金 属 锰 、 硅 ．％ 铁 、硅 钙块 、铝 块 等进 行 沉 淀 脱氧 。 铬 含 量 按 上 限控 制 ，镍 含 量 按 中 上 限控 制 。低
２． ０
Ｎ
奥氏体不锈钢催化渗氮技术研究进展
工艺与技术1062021年第1期王慧亮（东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室，辽宁 沈阳 110000）摘 要：奥氏体不锈钢在生产生活的各个方面都有着十分广泛的应用，通过氮化技术提高不锈钢工件的硬度和耐磨性已经成为行业的共识。
常规气体氮化和离子氮化技术已经日臻完善，单纯地改进氮化工艺对于提升氮化效果不明显，于是国内外的学者提出了催化渗氮技术，经过多年的研究和发展，这些催渗技术被不断完善，在工业上的应用也越来越频繁。
基于此，文章介绍了稀土催渗、表面纳米化催渗、预氧化催渗和激光表面催渗这四种应用较多的催渗方法，总结了其催渗机理、特点以及研究进展，并简要说明了它们的发展趋势。
关键词：催化渗氮；稀土催渗；表面纳米化；激光催渗中图分类号：TG174.445 文献标志码：A 文章编号：2096-3092（2021）01-0106-03 Research Progress on Catalytic Nitriding of Austenitic Stainless SteelWang Huiliang(Key Laboratory, Ministry of Material anisotropy and Texture, Northeast University, Shenyang, Liaoning 110000) Abstract: Austenitic stainless steel has been widely used in all aspects of production and life. It has become the consensus of the industry to improve the hardness and wear resistance of stainless steel workpiece through nitriding technology. Conventional gas nitriding and ion nitriding technology has been improved day by day, and the improvement of nitriding process is becoming smaller and smaller. Therefore, scholars at home and abroad have put forward some means of catalytic nitriding. After many years of research and development, these means of infi ltration have been improved and applied more and more frequently in industry. In this paper, four widely used methods, such as rare earth infi ltration, surface nanocrystallization, preoxidation and laser surface infi ltration, are introduced.Key words: catalytic nitriding, rare earth catalyzed infi ltration, surface nanometer, laser catalyzed infi ltration1 研究背景奥氏体不锈钢具有十分优良的耐腐蚀性能和加工硬化倾向，常应用在深井深海、化工、石油、家具装饰和食品医疗等多个行业[1]。
经济型高氮奥氏体不锈钢研究进展
经济型高氮奥氏体不锈钢研究进展
李超毅;李霄;牛辉;牛爱军
【期刊名称】《焊管》
【年(卷),期】2024(47)3
【摘要】介绍了一种具有高强度、高耐蚀与高经济性等特点的新型资源节约型高氮奥氏体不锈钢,阐述了高氮奥氏体系列不锈钢在组织、力学性能、耐蚀性及可焊接性等方面的性能优势、机理和研究进展。
结果表明,高氮奥氏体系列不锈钢具有较高的强度、优良的耐局部腐蚀性能和良好的焊接性,同时以低成本的锰、氮代替昂贵的镍、钼可以大大降低生产成本,具有广泛的市场应用前景。
建议根据具体应用场景及时优化焊接工艺和焊接填充材料,以确保高氮奥氏体不锈钢的长期可靠性和安全性。
【总页数】7页(P1-7)
【作者】李超毅;李霄;牛辉;牛爱军
【作者单位】西安石油大学材料科学与工程学院;中油国家石油天然气管材工程技术研究中心有限公司;中国石油宝鸡石油钢管有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG142.71
【相关文献】
1.高氮低镍奥氏体不锈钢的研究进展
2.高氮奥氏体不锈钢研究进展
3.高氮奥氏体不锈钢的研究进展
4.基于焊道尺寸控制的电弧增材成形高氮奥氏体不锈钢与316L不锈钢交织结构
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高强度含氮奥氏体不锈钢研究现状与发展趋势
高强度含氮奥氏体不锈钢研究现状与发展趋势
左娟;麻季冬;杨益航;张厚安;陈文哲
【期刊名称】《海峡科学》
【年(卷),期】2023()1
【摘要】高强度含氮奥氏体不锈钢具有抗菌、耐蚀、强度高、易焊接、高氮节镍、生产成本低和产品性价比高的特点。
该文介绍了高强度含氮奥氏体不锈钢的发展历史,列举了我国青拓集团在2018年全球首发的高氮奥氏体不锈钢QN系列产品在
强度、耐蚀性、性价比和抗菌性四个特性方面的具体数据。
研究发现,该系列钢通
过在奥氏体钢中加入氮,使钢的性能发生很大改变,不仅提高了钢的强度、大量减少了金属镍的使用,还使此类钢具有了高强度、高耐蚀、高性价比和高抗菌的性能特点。
最后总结了高强度含氮奥氏体不锈钢的应用现状及其前景。
【总页数】5页(P57-61)
【作者】左娟;麻季冬;杨益航;张厚安;陈文哲
【作者单位】厦门理工学院材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG142.1
【相关文献】
1.高氮奥氏体不锈钢中氮含量的预测及控制研究现状
2.含钒铌高氮铬锰奥氏体不锈钢的热变形行为研究
3.离子渗氮和固溶复合处理制备深层含氮奥氏体不锈钢
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高氮奥氏体不锈钢的冶炼理论基础及其材料性能研究的开题报告
高氮奥氏体不锈钢的冶炼理论基础及其材料性能研究的开
题报告
一、选题背景与意义
高氮奥氏体不锈钢是一种近年来新兴的合金材料，具有良好的耐腐蚀性能、耐磨损性能、耐高温性能等特点，广泛应用于航空、电子、化工、医药等领域。
然而，由于高氮奥氏体不锈钢的制备过程较为复杂，材料中的氮元素难以被溶解，因此制备高氮奥氏体不锈钢的工艺和生产水平仍需要不断提高和完善。
二、研究内容
本研究将以高氮奥氏体不锈钢的制备工艺为主要研究内容，包括原料的选取、配料、熔炼、铸造等步骤。
同时，也将对材料的性能进行研究，包括硬度、耐磨性、耐腐蚀性、抗拉强度等方面的性能测试，分析分析材料的性能优劣及其表现原因，为高氮奥氏体不锈钢的进一步研究及应用提供依据。
三、研究方法
1. 原材料的选取与配比：选取具有高纯度的铁及其他合金元素，计算每种元素的质量和比例。
2. 熔炼过程：采用真空感应熔炼技术，控制熔炼时间和熔炼温度，调整熔炼过程中的化学组成。
3. 铸造工艺：通过真空自吸铸造的方法，制备高质量、无氧化物的高氮奥氏体不锈钢。
4. 性能测试：对高氮奥氏体不锈钢的性能进行测试，包括硬度、耐磨性、耐腐蚀性、抗拉强度等方面的测试，并分析分析材料的性能优劣及其表现原因。
四、预期成果及意义
通过本研究，将可以掌握高氮奥氏体不锈钢的制备工艺及其性能测试方法，为材料工程领域的研究提供新的研究思路和动力，也有助于提高我国高氮奥氏体不锈钢的制备工艺和生产水平，推动我国材料工程领域的可持续发展。