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氮對鋼性能的影響

文章來源:本站 發布時間:2017-11-30 點擊數: 478 次
鋼中氮主要來自鐵水、爐膛的爐氣和與鋼水接觸的空氣。氮在鋼中是以氮化物的形式存在,因而對鋼質量的影響不完全有害,也有有益的一面。
(1)氮含量高的鋼長時間放置,性能將變脆,這一現象稱為“老化”或“時效”。鋼中氮含量高,會增加鋼的時效性。鋼中氮化物擴散析出速度很慢,是逐漸改變著鋼的性能。氮化物析出還會引起金屬晶格扭曲而產生很大的內應力,從而惡化了鋼的塑性和沖擊韌性,使鋼變脆;氮使低碳鋼產生的脆性與磷的危害相似,但比磷嚴重;磷造成鋼的冷脆性,不產生時效性,若鋼中磷含量高會加劇氮的危害。
(2)鋼中氮含量高時,在加熱至250~450℃的溫度范圍時,其表面發藍,鋼的強度升高,沖擊韌性降低,稱為“藍脆”。
(3)鋼中氮含量的增加,鋼的焊接性能變壞。
(4)鋼中加入適量的Al,可生成穩定的AlN,能夠限制Fe4N的生成和析出,不僅改善了鋼的時效性,還可以阻止奧氏體晶粒的長大。
(5)氮可以作為合金元素起到細化晶粒的作用。在冶煉鉻鋼、鎳鉻系鋼或鉻錳系等高合金鋼時,加入適量的氮,能夠改善鋼的塑性和高溫可加工性。氮還可以提高鋼的奧氏體的穩定性,w[N]=0.15%~0.20%,可使lCrl8Ni9型不銹鋼完全形成奧氏體組織。在煉鋼生產中,針對不同鋼種控制氮含量。一般情況下,是力求降低鋼中氮含量。為此,應采用合理的冶煉工藝,提高終點控制的命中率,盡量避免后吹,控制好鋼水溫度和成分,嚴格出鋼脫氧合金化操作,采用鋼包與包蓋密封的精煉工藝,實施全程保護澆注并選用性能良好的保護渣等措施,以降低鋼中氮含量。
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