高氮無錫不銹鋼生產(chǎn)工藝比較

高氮鋼為含氮量超過在常規(guī)條件下鋼中所能達(dá)到的極限氮含量的鋼。根據(jù)氮的加入量不同，大致進(jìn)行了以下分類，即含氮>1%的為超高氮鋼，含氮0.3～0.5%的為高氮鋼，在此范圍以下的為含氮鋼。氮在無錫不銹鋼中的作用主要體現(xiàn)在對無錫不銹鋼基體組織、力學(xué)性能和耐蝕性能三方面的影響。研究表明，氮是一種非常強烈地形成并穩(wěn)定奧氏體且擴大奧氏體相區(qū)的元素，在無錫不銹鋼中可代替部分鎳，降低鋼中的鐵素體含量，使奧氏體更穩(wěn)定，防止有害金屬間相的析出，甚至在冷加工條件下可避免出現(xiàn)馬氏體轉(zhuǎn)變。

　　高氮無錫不銹鋼的冶煉主要面臨兩個問題，即如何在熔化狀態(tài)獲得高含量氮以及怎樣保證在凝固過程中使氮處于溶解狀態(tài)。為獲得高含氮量，所采取的主要措施有：設(shè)計合理的合金成分;采取合適的工藝路線;選擇適當(dāng)?shù)牡d體。研究表明，Cr、Mn、Mo、V、Nb等元素促進(jìn)氮溶解，Ni、Cu、Si、C等元素降低氮溶解。但是，通過調(diào)整合金成分對氮溶解度的影響畢竟有限，目前，具有工業(yè)化前景的途徑主要還是采取合適的工藝路線以及選擇適當(dāng)?shù)牡d體。

　　采用大氣熔煉工藝時，由于大氣壓下氮的溶解度就是鋼中氮的最高含量，即使將氮添加至溶解度，但隨著凝固的進(jìn)行溶解度會下降，就會發(fā)生氣孔缺陷，導(dǎo)致不合格。因此，自1988年以來，高壓冶煉及高氮鋼受到國際上冶金及材料研究的高度重視。德國、保加利亞、烏克蘭、奧地利和日本等國均研制出了各自的加壓冶煉設(shè)備，極大地推動了高氮鋼加壓冶煉技術(shù)的發(fā)展。目前一些國家的大型煉鋼廠已經(jīng)具備在高于6MPa的氮氣壓力下大量熔煉和澆注高氮鋼的能力，鋼中的氮含量甚至高達(dá)1%。

　　作為在大氣壓下添加氮使無錫不銹鋼中的氮含量達(dá)到溶解度以上的方法，加壓氮氣氣氛下進(jìn)行熔煉和澆鑄的生產(chǎn)工藝是必不可少的。目前已開發(fā)的加壓熔煉技術(shù)主要有加壓感應(yīng)熔煉法(PIM)、加壓等離子熔煉法(PARP)、加壓電渣重熔法(PESR)、加壓電弧渣重熔法(ASRP)、大熔池法(BSB)和熱等靜壓熔煉法(HIP)等。下表給出了高氮無錫不銹鋼各種加壓冶煉工藝技術(shù)的粗略對比。其中，加壓等離子熔煉法、加壓電渣重熔法和加壓電弧渣重熔法是最常見的加壓熔煉技術(shù)。

　　加壓冶煉是冶金工藝的一個新突破，高氮鋼是材料研究的一個新領(lǐng)域。高氮無錫不銹鋼不僅具有原來的無錫不銹鋼所有的性能，而且因為氮的加入，其在力學(xué)性能、耐蝕性能、以及綜合性能等方面有更優(yōu)良的表現(xiàn)。因此，高氮鋼廣泛應(yīng)用于能源生產(chǎn)、交通、造紙、石油、化工等領(lǐng)域。