合金元素N对钢的组织与性能的影响


对钢的显微组织及热处理的作用
在一定条件下，氮可作为有益元素使用：
1）氮和碳一样可固溶于铁，形成间歇式固溶体；
2）氮扩大钢的奥氏体相区，是一种很强的形成和稳定奥氏体的元素，其效力约20倍于镍，在一定限度内可代替一部分镍用于钢；
3）渗入钢表现的氮与铬、铝、钒、钛等元素可化合成极稳定的氮化物，称为表面硬化和强化元素；
4）氮使高铬和高铬镍钢的组织致密坚实；
5）钢中残留氮量过高会导致宏观组织疏松或气孔；
对钢的力学性能的作用
1）氮有固溶强化作用；
2）含氮铁素体钢中国，在快冷后的回火或在室温长时间停留时，由于析出超显微氮化物，可发生沉淀硬化过程，氮也使低碳钢发生应变时效现象。在强度和硬度提高的同时，钢的韧性下降，缺口敏感性增加。氮导致钢的脆性的特性近似磷，其作用远大于磷。氮也是导致钢产生蓝脆的主要原因；
3）提高高铬和高铬镍钢的强度，而塑性并不降低，冲击韧性还是有显著提高；
4）氮还能提高钢的蠕变和高温持久强度。
对钢的物理、化学及工艺性能的作用
1）氮对不锈钢的耐蚀性无显著影响；
2）度钢的高温抗氧化性也无显著影响，氮含量过高可使抗氧化性恶化；
3）含氮钢冷作变形硬化率较高，采用冷变形工艺时，应予注意；
4）氮可降低高铬铁素体钢的晶粒长大倾向，从而改善其他焊接性。
在钢中的作用
1）氮在钢中质量分数一般小于0.3%，特殊情况下可高达0.6%；
2）主要应用于渗碳调质结构钢、普通低合金钢、不锈钢及耐热钢。氮在钢中的应用还在扩大。