氮對(duì)提高不銹鋼耐蝕性的作用

在不銹鋼的早期開發(fā)過(guò)程中，氮可能是一種無(wú)意的合金元素。然而，AOD（氬氧脫碳）和 VOD（真空氧脫碳）等現(xiàn)代煉鋼工藝的出現(xiàn)使得其水平得以小心控制。

大約在開發(fā)這些煉鋼工藝的同時(shí)，人們知道氮與鉻和鉬一起可提高耐點(diǎn)蝕性。抗點(diǎn)蝕當(dāng)量數(shù) (PREN) 是一種有用的理論方法，可以根據(jù)化學(xué)成分來(lái)比較各種金屬的抗點(diǎn)蝕性。

*為接受的 PREN 公式版本使用鉻、鉬和氮的含量為 PREN = %Cr + 3.3x %Mo + 16x %N。PREN 數(shù)字可用于比較不同等級(jí)，但不能安全地用于預(yù)測(cè)特定應(yīng)用中等級(jí)的絕對(duì)性能。由于大多數(shù)產(chǎn)品規(guī)格允許使用一系列成分，因此某些最終用戶還會(huì)最小PREN值以確保足夠的耐腐蝕性能。鑒于氮含量的影響乘以16倍，那么它具有重要的貢獻(xiàn)。

氮的確切作用仍有待充分了解。據(jù)認(rèn)為，它的存在提高了不銹鋼的表面鈍化水平，也提高了點(diǎn)腐蝕開始后的再鈍化率。

氮也被認(rèn)為是一種奧氏體穩(wěn)定劑，因此作為鎳的低成本替代品，它本身就是一種有吸引力的元素。氮在鋼中的溶解度是有限的，因此很難*替代鎳或其他元素，盡管氮的溶解度極限隨著錳的加入而提高。

含氮合金

在雙相不銹鋼和超級(jí)雙相不銹鋼中增加了氮含量，這意味著它們可以以具有成本效益的方式分別達(dá)到 >34 和 >40 的 PREN 值。雙相鋼 2205（合金 2205、SAF 2205、1.4462、F51/F60、S31803/S32205）通常含有高達(dá) 0.2% 的氮。Ferralium 255（DIN 1.4507、S32550）、S32750（F53、DIN 1.4410、SAF2507）和S32760（F55、DIN 1.4501）的超級(jí)雙相鋼都含有高達(dá)0.3%的氮。

Nitronic® 系列合金，尤其是Nitronic 50（XM-19、UNS S20190、DIN 1.3964）也使用增加的氮添加量來(lái)實(shí)現(xiàn) PREN >34。該等級(jí)可能含有高達(dá) 0.4% 的氮。

最近，對(duì)生產(chǎn)超高氮鋼進(jìn)行了研究，旨在以較低的成本生產(chǎn)用于醫(yī)療應(yīng)用的高強(qiáng)度和高耐腐蝕等級(jí)，去除可能對(duì)某些人造成問(wèn)題的鎳含量。