氮元素在鋼中的作用有哪些？
一、氮對鋼的顯微組織及熱處理的影響
① 氮和碳一樣可固溶于鐵，形成間隙固溶體。
② 氮擴(kuò)大鋼的奧氏體相區(qū)，是一種很強(qiáng)的形成和穩(wěn)定奧氏體元素，其效力約是鎳的20倍，在一定限度內(nèi)可代替部分鎳用于鋼中。
③ 滲入鋼表面的氮與鉻、鋁、釩、鈦等元素可生成極穩(wěn)定的氮化物，成為表面硬化和強(qiáng)化元素。
④ 氮使高鉻和高鉻鎳鋼的組織致密堅(jiān)實(shí)。
⑤ 鋼中殘留氮含量過高會導(dǎo)致宏觀組織疏松或產(chǎn)生氣孔。
二、氮對鋼的力學(xué)性能的影響
① 氮有固溶強(qiáng)化作用，能夠提高鋼的淬透性。
② 含氮鐵素體鋼中，在快冷后的回火或在室溫長時(shí)間停留時(shí)，由于析出超顯微氮化物，可發(fā)生沉淀硬化，氮也使低碳鋼發(fā)生應(yīng)變時(shí)效現(xiàn)象。在強(qiáng)度和硬度提高的同時(shí)，鋼的韌性下降，缺口敏感性增加。氮導(dǎo)致鋼的脆性特性與磷相似，其作用遠(yuǎn)大于磷。氮也是導(dǎo)致鋼產(chǎn)生藍(lán)脆的主要原因。
③ 提高高鉻鋼和高鉻鎳鋼的強(qiáng)度和沖擊韌度，而塑性并不降低。
④ 提高鋼的蠕變強(qiáng)度和高溫持久強(qiáng)度。
三、氮對鋼的物理、化學(xué)及工藝性能的影響
① 氮對不銹鋼的耐蝕性無顯著影響。
② 氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.16%時(shí)，會使抗氧化性惡化。
③ 含氮鋼的冷作變形硬化率較高。
④ 氮可降低高鉻鐵素體鋼的晶粒長大傾向，從而改善其焊接性能。
四、氮在鋼中的應(yīng)用
① 氮作為合金元素，在鋼中的含量一般小于0.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，特殊情況下可高達(dá)0.6%。
② 主要應(yīng)用于滲氮調(diào)質(zhì)鋼、普通低合金鋼、不銹耐酸鋼和耐熱不起皮鋼，其中耐熱不起皮鋼可制造汽輪機(jī)的構(gòu)件。
中核集團(tuán)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子
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