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氮对奥氏体不锈钢力学性能的影响 

发布时间:2021-04-12

奥氏体不锈钢中氮含量提高时(shi),不仅可以提高材料的(de)物理(li)化(hua)学性能(neng),还可以保值材料的(de)塑韧性不被影(ying)响。上世纪60年代(dai),FrehserKubisch研究发现,在奥氏体不锈(xiu)钢中,氮含量可(ke)以提(ti)高到0.8%,其强度(du)得到了显著(zhu)的提高,但其塑韧性(xing)并未(wei)下(xia)降[16]SpeidelRashev[17]等人进行了深入研究,继续像钢中添加氮元素,并(bing)通过大量的(de)实(shi)验分析得出,氮含量提高到1.2%时,其(qi)强(qiang)度从240MPa提高(gao)到900MPa,若继续增加氮(dan)元素(su)在钢中的(de)浓度(du)时,其强度(du)可以提高4[18]。一般来说,氮元素提高(gao)奥氏体不(bu)锈钢强度有五(wu)种方(fang)法[19]。第(di)(di)一,氮(dan)元素通过(guo)电(dian)子(zi)交(jiao)换(huan),使电(dian)子(zi)在奥氏体(ti)结构中分布均匀从(cong)而提高其强度。第(di)(di)二,氮(dan)元素通过(guo)晶格缺陷相互作用提高强度。第(di)(di)三(san),氮(dan)元素通过(guo)固溶强化(hua)作用提高强度[3,20~22]。第四(si),氮元素通过(guo)层错能(neng)的方(fang)式提高(gao)强度。第五,氮元素通过(guo)沉(chen)淀析出提高(gao)强度。

由图(tu)1.2看(kan)出(chu),与其它合金元素(su)相比,氮元素(su)的强化(hua)作用最(zui)高。元素(su)CB虽(sui)然对强(qiang)度提高(gao)也发挥(hui)作用,但是没有氮元素(su)的(de)作用明显(xian)。此外,氮还可(ke)以提高(gao)材料的(de)疲(pi)劳性能(neng)、抗蠕(ru)变(bian)性能(neng)和加工硬化的(de)能(neng)力[23~25]。但是,在低(di)温环境(jing)中(zhong)氮元素会使材(cai)料发生脆断现象,影响其(qi)低(di)温韧(ren)性[26~31]。同(tong)时,在热处理过程(cheng)中若(ruo)控制(zhi)不当会造(zao)成氮化(hua)物(wu)析出(chu)破(po)坏(huai)力学性能(neng)[32,33]。因此,氮对高氮钢的作用机理仍为重要的研究课题。

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