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錳氮在奧氏體不鏽鋼管中的性能
日期：2025-04-21 08:11
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摘要：
錳氮在奧氏體不鏽鋼管中的性能
錳和氮均為奧氏體形成元素，特彆是氮，其在鋼管中形成奧氏體的能力約為鎳的30倍。錳形成奧氏體的能力雖然較弱，僅為鎳的二分之一，但錳穩(wěn)定奧氏體的能力很強，而且還能顯著提高氮在鋼中的溶解度，從而可提高氮向鋼中的加入量，所以為了獲得奧氏體組織，以錳、氮相結(jié)合代鎳曾是*佳匹配，成為早期既能獲得奧氏體組織（因為奧氏體組織一般具有良好的塑性、韌性、低溫性和冷成型性且無磁，但人們常常容易忽略不鏽鋼的不鏽鋼管耐蝕性主要是鋼的化學(xué)成分決定的。當(dāng)不鏽鋼管化學(xué)成分相同或相近時，奧氏體組織的不鏽鋼鋼管耐蝕性並不一定比鐵素體和α+γ雙相不鏽鋼管的耐蝕性優(yōu)越。許多試驗和實際應(yīng)用結(jié)果都充分說明了這一點。） 又能節(jié)約鉻鎳奧氏體不鏽鋼管中鎳的主要合金化措施。
錳和氮均為奧氏體形成元素，特彆是氮，其在鋼管中形成奧氏體的能力約為鎳的30倍。錳形成奧氏體的能力雖然較弱，僅為鎳的二分之一，但錳穩(wěn)定奧氏體的能力很強，而且還能顯著提高氮在鋼中的溶解度，從而可提高氮向鋼中的加入量，所以為了獲得奧氏體組織，以錳、氮相結(jié)合代鎳曾是*佳匹配，成為早期既能獲得奧氏體組織（因為奧氏體組織一般具有良好的塑性、韌性、低溫性和冷成型性且無磁，但人們常常容易忽略不鏽鋼的不鏽鋼管耐蝕性主要是鋼的化學(xué)成分決定的。當(dāng)不鏽鋼管化學(xué)成分相同或相近時，奧氏體組織的不鏽鋼鋼管耐蝕性並不一定比鐵素體和α+γ雙相不鏽鋼管的耐蝕性優(yōu)越。許多試驗和實際應(yīng)用結(jié)果都充分說明了這一點。） 又能節(jié)約鉻鎳奧氏體不鏽鋼管中鎳的主要合金化措施。
據(jù)統(tǒng)計，世界鎳產(chǎn)量中每年約有60%用於生產(chǎn)不鏽鋼鋼管。鎳是比較稀缺且價格昂貴的元素，特彆是在戰(zhàn)爭期間，由於鎳也是戰(zhàn)略物資，因此鎳的供應(yīng)更為緊張；而在和平時期，不鏽鋼管的成本和售價也常隨鎳價的漲跌而波動。因此，節(jié)約鋼中的鎳一直是不鏽鋼鋼管發(fā)展中的重要研究方向。
錳氮代鎳的奧氏體不鏽鋼鋼管加工性能及工藝
自20世紀(jì)30年代起，德美諸國便開始了以錳、氮代鎳的鉻錳奧氏體不鏽鋼管的研究，至20世紀(jì)40年代便取得成效，開發(fā)出了以代替18-8（304）等鉻鎳奧氏體不鏽鋼鋼管為主要目標(biāo)的鉻錳（氮）係（AISI200係）奧氏體不鏽鋼管。這也是**一類專為節(jié)鎳而研製的鋼類。但是經(jīng)過近半個世紀(jì)的進一步研究和實踐表明，錳、氮複合雖然可以從組織（形成奧氏體）中代鎳，但並不能從耐蝕性等性能上完全代鎳，加之錳對不鏽鋼管耐蝕性的有害作用。因此一般認為，已有的以錳、氮代鎳的一些鉻錳奧氏體不鏽鋼牌號（例如AISI200係鋼）與其所希望代替的鉻鎳奧氏體不鏽鋼管（如18-8性304不鏽鋼等）相比，雖然它們均為具有麵心立方結(jié)構(gòu)的奧氏體組織，但在性能上二者卻有很大的不同，前者是一類雖然強度高，但耐蝕性、成型性和焊後性能等均相對較低的一類不鏽鋼。
自1970年起，以VOD、AOD爐外精煉為代表的現(xiàn)代不鏽鋼鋼管冶金、加工技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，無鎳、低鎳的現(xiàn)代鐵素體不鏽鋼和少鎳低鎳的現(xiàn)代α+γ雙相不鏽鋼的迅速發(fā)展對AISI200係不鏽鋼的生產(chǎn)和應(yīng)用形成了巨大的挑戰(zhàn)，而且已逐漸成為節(jié)鎳不鏽鋼鋼管發(fā)展的主流和方向。但是由於鉻鎳奧氏體不鏽鋼管的優(yōu)良綜合性能的**性和適用範(fàn)圍的廣泛性，目前已有的各類節(jié)鎳不鏽鋼雖有其性能特點但也有其綜合性能不**（局限）性。因此，它們僅能在其特性的適用範(fàn)圍內(nèi)代替部分鉻鎳奧氏體不鏽鋼管，而節(jié)鎳不鏽鋼要**，甚至全部代替鉻鎳奧氏體不鏽鋼鋼管則是不可能的。近年，由於鋼中加入高氮量的工藝、技術(shù)、裝備的進步，國內(nèi)外不僅在大力開發(fā)高氮高強度和超高強度的鉻錳奧氏體不鏽鋼，而且對不加錳僅借向鋼中加入氮而開發(fā)的無錳、低鎳、高氮和無錳、無鎳、高氮奧氏體不鏽鋼的研究取得了令人矚目的進展，引起了國內(nèi)外日益廣泛關(guān)注。
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