氮的作用除了部分替代貴重的鎳外,主要是作為固溶強化元素提高奧氏體衛生級不銹鋼管的強度,而且并不顯著損害鋼的塑性和韌性。氮元素提高強度的作用比碳及其他合金兒素強。氮減少奧氏體中密排不全位錯,限制了含間隙雜質原子團的Splintered位錯運動。因此,其強化效應比碳強。在w(M n)=35%~40%-w(C r)=5%鋼中,氮引起基體畸變的應力比碳大3.3倍。加入0.10%氮可使Cr-Ni奧氏體衛生級不銹鋼管的室溫強度(σb,σ0.2)提高約60~100 MPa。近十年的研究表明,氮的大量加入可使奧氏體衛生級不銹鋼管達到非常高的強度,使其應用范圍更加少廣泛。含氮鋼的屈服強度由三部分組成,即基體強度、氮原子間隙固溶在奧氏體fcc中而導致的品界強化和固溶強化。氮的固溶強化緩減了鋼的回復速率。氮的品界強化效應可用Hall-Petch方程描述。
含氮量及溫度對晶粒有影響,隨含氮量的增加,晶粒尺寸強化作用將更大;低溫下氮的晶粒尺寸強化顯得更有效,而高溫下氮的這種作用變小甚至消失。加氮后衛生級不銹鋼管的抗拉強度和屈服強度升高,伸長率略有降低,這是由于氮的間隙強化、固溶強化造成的。
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