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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,不仅可以提高材料的物理化学性能,还可以保值材料的塑韧性不被影响。上世纪60年代,FrehserKubisch研究发现,在奥氏体不锈钢中,氮含量可以提高到0.8%,其强度得到了显著的提高,但其塑韧性并未下降[16]SpeidelRashev[17]等人进行了深入研究,继续像钢中添加氮元素,并通过大量的实验分析得出,氮含量提高到1.2%时,其强度从240MPa提高到900MPa,若继续增加氮元素在钢中的浓度时,其强度可以提高4[18]。一般来说,氮元素提高奥氏体不锈钢强度有五种方法[19]。第一,氮元素通过电子交换,使电子在奥氏体结构中分布均匀从而提高其强度。第二,氮元素通过晶格缺陷相互作用提高强度。第三,氮元素通过固溶强化作用提高强度[3,20~22]。第四,氮元素通过层错能的方式提高强度。第五,氮元素通过沉淀析出提高强度。

由图1.2看出,与其它合金元素相比,氮元素的强化作用最高。元素CB虽然对强度提高也发挥作用,但是没有氮元素的作用明显。此外,氮还可以提高材料的疲劳性能、抗蠕变性能和加工硬化的能力[23~25]。但是,在低温环境中氮元素会使材料发生脆断现象,影响其低温韧性[26~31]。同时,在热处理过程中若控制不当会造成氮化物析出破坏力学性能[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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