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高氮N低鎳節(jié)鎳Ni奧氏體不銹鋼的組織與性能
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司bt990.com.cn
更新時(shí)間：2014-12-24
節(jié)鎳或無(wú)鎳的奧氏體不銹鋼是指Mn、N代Ni的奧氏體不銹鋼，是近年來(lái)隨著冶金技術(shù)的進(jìn)步而受到廣泛關(guān)注的一個(gè)新的材料發(fā)展方向。
節(jié)鎳或無(wú)鎳的奧氏體不銹鋼是指Mn、N代Ni的奧氏體不銹鋼，是近年來(lái)隨著冶金技術(shù)的進(jìn)步而受到廣泛關(guān)注的一個(gè)新的材料發(fā)展方向。由于含氮奧氏體不銹鋼具有諸多優(yōu)點(diǎn)，掀起了研究熱潮。隨著含氮奧氏體不銹鋼制造技術(shù)的進(jìn)步，制造成本將不斷降低，性能會(huì)進(jìn)一步提高，含氮奧氏體不銹鋼的應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)大。因此，可以預(yù)計(jì)，含氮尤其是高氮奧氏體不銹鋼在交通運(yùn)輸、建筑、宇宙空間、海洋工程、原子能和軍事工業(yè)等許多重要領(lǐng)域?qū)?huì)得到廣泛應(yīng)用。本研究以錳和氮元素來(lái)部分代替鎳元素在不銹鋼組織和性能中的作用，對(duì)兩種不同氮含量的低鎳不銹鋼進(jìn)行組織分析和拉伸、沖擊力學(xué)性能測(cè)試，并對(duì)其斷裂機(jī)理進(jìn)行研究。
根據(jù)合金元素對(duì)奧氏體鋼組織和性能的影響，設(shè)計(jì)了兩種成分的低鎳不銹鋼，經(jīng)真空熔煉爐熔煉和鍛打后，經(jīng)光譜分析，材料的主要化學(xué)成分見(jiàn)表1。采用線(xiàn)切割將材料加工成長(zhǎng)條狀的沖擊試樣和圓棒狀拉伸試樣，各取3個(gè)試樣。在SXZ-10-13型箱式電阻爐中，對(duì)試樣進(jìn)行固溶處理，高氮含量試驗(yàn)鋼的固溶溫度為1050℃，低氮含量試驗(yàn)鋼的為1100℃，冷卻方式均采用水冷。將經(jīng)過(guò)固溶處理后尺寸為10mm×10mm×10mm的試樣在型號(hào)為HR150A型洛氏硬度計(jì)上進(jìn)行洛氏硬度測(cè)試，載荷為1.96N，保壓時(shí)間20s，每個(gè)試樣上打3個(gè)點(diǎn)，取平均值。室溫沖擊試驗(yàn)按照GB/T229-2007《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》在XJ-502型組合沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。室溫拉伸試驗(yàn)按照GB/T228-2002《金屬材料?室溫拉伸試驗(yàn)方法》在型號(hào)為RDL100的電子蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)上進(jìn)行。制取金相樣品，使用Leica公司的DM2500M透反射光學(xué)顯微鏡觀(guān)察顯微組織。使用D/MAX2005PC型X射線(xiàn)衍射儀分析結(jié)構(gòu)和使用JSM-7001F型掃描電鏡（SEM）觀(guān)察拉伸、沖擊斷口。
表1??試驗(yàn)鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%）
|
試驗(yàn)鋼
|
C
|
Si
|
Mn
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P
|
S
|
Cr
|
Mo
|
Ni
|
N
|
Fe
|
|
高氮
|
0.0350
|
0.158
|
14.96
|
0.0233
|
0.0162
|
16.94
|
2.56
|
1.65
|
0.75
|
余量
|
|
低氮
|
0.0324
|
0.226
|
19.78
|
0.0248
|
0.0175
|
17.46
|
1.68
|
1.64
|
0.213
|
余量
|
結(jié)果表明：
（1）高氮及低氮含量低鎳不銹鋼經(jīng)固溶后的基體分別為單相奧氏體及奧氏體和鐵素體各占一半的雙相組織。兩者抗拉強(qiáng)度均較高，分別為840.18、688.38MPa，氮作為間隙原子在鋼中起到很好的固溶強(qiáng)化。
（2）高氮含量及低氮含量試驗(yàn)鋼室溫拉伸和沖擊斷口均為明顯的韌窩形貌，沖擊吸收能量分別為191、250J，有較好的抗沖擊性能，硬度均大于93HRB。高氮奧氏體的室溫綜合力學(xué)性能優(yōu)于低氮含量的雙相不銹鋼。
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