氮在耐高温不锈钢管中的作用

氮在耐高温不锈钢管中的普遍大量应用是近十多年来不锈钢材料领域的最重大的进展。除铁素体不锈钢外，近十多年来几乎所有类型的耐高温不锈钢管，特别是奥氏体和双相不锈钢均普遍用氮进行合金化，从而使奥氏体和α+γ双相不锈钢进入了现代不锈钢时代，耐高温不锈钢管有控氮( [N]≤0.10% 或 [N]＜0.12%)、中氮( [N]≤0.40% 或 [W]＜0.50%)和高氮[N]＞0.4% 或 [N]≥0.50%)不锈钢，超级奥氏体不锈钢以及含低氮的超级马氏体不锈钢。氮在双相不锈钢中，虽不能防止σ相的析出，但可抑制的σ相的形成。耐高温不锈钢管正式由于加入了氮才出现了第二代和第三代双相不锈钢（超级双相不锈钢和经济性双相不锈钢），使双相不锈钢形成了系列，并成为了与马氏体、铁素体、奥氏体等三大类不锈钢并列的钢类，由于氮在铁素体不锈钢中溶解度极低，而在奥氏体中溶解度很高，因此氮在双相不锈钢中的有益作用主要是体现在改善奥氏体组织的性能。

　　氮在耐高温不锈钢管中可延缓奥氏体相（γ）的高温熔接并可促进焊后热影响区二次奥氏体（γ2）的析出，从而有利于双相不锈钢的生产、加工和焊接。氮是在不锈钢中应用的唯一一种气态合金元素，它取之容易且量无限，价格低廉，生产中加入方便，有益作用显著，但副作用少，是现代不锈钢钟非常有发展前途的重要合金元素。

　　氮通过固溶强化等显著提高奥氏体和双相不锈钢的室温和高温强度（图1）。在铬镍耐高温不锈钢管中加入0.1%N,可使钢的强度提高60-100MPa，但当氮量适宜时，并不显著降低钢的塑、韧性。氮的大量加入可使高氮奥耐高温不锈钢管获得非常高的强度，但钢的断裂韧性并不降低。

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