氮对钢材的影响

N元素1、铁素体溶解氮的能力很低。当钢中溶有过饱和的氮，在放置较长一段时间后或随后在200～300℃加热就会发生氮以氮化物形式的析出，并使钢的硬度、强度提高，塑性下降，发生时效。钢液中加入Al、Ti或V进行固氮处理，使氮固定在AlN、TiN或VN中，可消除时效倾向时效倾向。2、氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。3、氮的有益作用：1）N亦是强烈的A体形成元素，在这点上它与Ni相似，比Ni作用强27倍，特别在不锈钢中得到广泛注意。它有可能是代替Ni的重要元素之一，特别与Ni其同作用，稳定A体效果更好，尤利代Ni。）还可在复杂的体钢中借氮化物的析出而产生弥散硬化因此可在无显著成绩脆性的情况下提高它的热强性2）N还可在复杂的A体钢中借氮化物的析出而产生弥散硬化。因此，可在无显著成绩脆性的情况下提高它的热强性。3）N能提高高铬钢，特别是含V的的高铬工具钢的热硬性。N能使这些钢的二次硬度的回火温度的间段增大，并使此间段向更高温方面移动，所以可得到较好的综合性能，在高铬钢中N还能改善其热加工性能。4）N在铁素体中可促使A体形成，由于γ相的出现，可减小晶粒粗化倾向，所以可改善钢的韧性和焊接性能。5）N对磁钢的影响较大：如当N溶解在钢中的固溶体状态存在时会使矫顽力稍增而磁导率降低，当形成AlN、FeN等非金属夹杂影响对钢的影响较大如当溶解在钢中的固溶体状态存在时会使矫顽力稍增而导率降低当形成等非属夹杂影响就加剧。N还是引起硅钢片磁时效的主要因素之一。一般说一定数量的夹杂对得到取向组织是有益的。所以它可阻碍位向不适合的晶粒生长。从而使取向合适的晶粒加速成长。N对取向冷轧变压的质量也有很大影响，过多或过少的含N量都不易使N量使冷轧硅钢片获得大晶粒和高磁性。适宜的含量是N=0.01～0.1%或更低至0.001%，但要获得更好磁性，最好能在热处理后将冷轧硅钢片中残留N除去。6）钢的表面渗N，可使它得到高的表面硬度（RC70）500～600℃中进行和耐磨性，高的疲劳极限和抗蚀性（600～700℃中进行）。7）铬锰钢中加入035～045%以上的N即可得单一的A体组织7）铬锰钢中加入0.35～0.45%以上的N即可得单的A体组织。4、氮的不良影响：1）它与合金元素生成氮化物是非金属夹杂，更重要的是降低了合金元素的作用。2）含N钢在退火过程中因氮化物析出而会显著降低它的塑性。3）含N钢在锻造过程中N会产生挥发，所以工业用钢中含N成分标准是很难拟订的。）由实际表明在定含量的钢中必有与其相适应的最小含量如低于这含量钢在凝固时就会逸出而成4）由实际表明，在一定含量的Cr，N钢中，必有一与其相适应的最小Mn含量，如低于这一Mn含量，钢在凝固时N就会逸出，而成气孔。例含Cr15%，N0.45%，Mn的最小含量为14.5～15%。5、一般合金钢中含N量：1）硅钢（冷轧）：N=0.01～0.1%或更低至0.001%2）不锈铬钢：N=（1/75～1/100）Cr%3）氮化钢：38CrMoAlA、25CrMo2VA等Cr18Mn10Ni5Mo3N钢其含N≤0.3%（用于尿素工业），有铬锰氮钢及铬锰氮镍钢等。如Cr17Mn8Ni5N，目前铬锰氮钢因为具有良好的耐氧化可抗腐蚀的性能，其它性能需求也不坏，故它用来代替铬镍A体钢而取得相当成效，但无镍之铬锰氮钢，因为锭中容易产生严重气泡而未能多用。注：TiN常呈规则晶状，颜色金黄注：TiN常呈规则晶状，颜色金黄。