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錳氮在奧氏體不銹鋼管中的性能
日期：2024-11-24 17:32
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摘要：
錳氮在奧氏體不銹鋼管中的性能
錳和氮均為奧氏體形成元素，特別是氮，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銹鋼的不銹鋼管耐蝕性主要是鋼的化學成分決定的。當不銹鋼管化學成分相同或相近時，奧氏體組織的不銹鋼鋼管耐蝕性并不一定比鐵素體和α+γ雙相不銹鋼管的耐蝕性優越。許多試驗和實際應用結果都充分說明了這一點。） 又能節約鉻鎳奧氏體不銹鋼管中鎳的主要合金化措施。
錳和氮均為奧氏體形成元素，特別是氮，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銹鋼的不銹鋼管耐蝕性主要是鋼的化學成分決定的。當不銹鋼管化學成分相同或相近時，奧氏體組織的不銹鋼鋼管耐蝕性并不一定比鐵素體和α+γ雙相不銹鋼管的耐蝕性優越。許多試驗和實際應用結果都充分說明了這一點。） 又能節約鉻鎳奧氏體不銹鋼管中鎳的主要合金化措施。
據統計，世界鎳產量中每年約有60%用于生產不銹鋼鋼管。鎳是比較稀缺且價格昂貴的元素，特別是在戰爭期間，由于鎳也是戰略物資，因此鎳的供應更為緊張；而在和平時期，不銹鋼管的成本和售價也常隨鎳價的漲跌而波動。因此，節約鋼中的鎳一直是不銹鋼鋼管發展中的重要研究方向。
錳氮代鎳的奧氏體不銹鋼鋼管加工性能及工藝
自20世紀30年代起，德美諸國便開始了以錳、氮代鎳的鉻錳奧氏體不銹鋼管的研究，至20世紀40年代便取得成效，開發出了以代替18-8（304）等鉻鎳奧氏體不銹鋼鋼管為主要目標的鉻錳（氮）系（AISI200系）奧氏體不銹鋼管。這也是**一類專為節鎳而研制的鋼類。但是經過近半個世紀的進一步研究和實踐表明，錳、氮復合雖然可以從組織（形成奧氏體）中代鎳，但并不能從耐蝕性等性能上完全代鎳，加之錳對不銹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銹鋼牌號（例如AISI200系鋼）與其所希望代替的鉻鎳奧氏體不銹鋼管（如18-8性304不銹鋼等）相比，雖然它們均為具有面心立方結構的奧氏體組織，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、成型性和焊后性能等均相對較低的一類不銹鋼。
自1970年起，以VOD、AOD爐外精煉為代表的現代不銹鋼鋼管冶金、加工技術的發展和廣泛應用，無鎳、低鎳的現代鐵素體不銹鋼和少鎳低鎳的現代α+γ雙相不銹鋼的迅速發展對AISI200系不銹鋼的生產和應用形成了巨大的挑戰，而且已逐漸成為節鎳不銹鋼鋼管發展的主流和方向。但是由于鉻鎳奧氏體不銹鋼管的優良綜合性能的**性和適用范圍的廣泛性，目前已有的各類節鎳不銹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范圍內代替部分鉻鎳奧氏體不銹鋼管，而節鎳不銹鋼要**，甚至全部代替鉻鎳奧氏體不銹鋼鋼管則是不可能的。近年，由于鋼中加入高氮量的工藝、技術、裝備的進步，國內外不僅在大力開發高氮高強度和超高強度的鉻錳奧氏體不銹鋼，而且對不加錳僅借向鋼中加入氮而開發的無錳、低鎳、高氮和無錳、無鎳、高氮奧氏體不銹鋼的研究取得了令人矚目的進展，引起了國內外日益廣泛關注。
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