氮在鋼中的作用

一、氮對鋼的顯微組織及熱處理的影響

① 氮和碳一樣可固溶于鐵，形成間隙固溶體。

② 氮擴大鋼的奧氏體相區，是一種很強的形成和穩定奧氏體元素，其效力約是鎳的20倍，在一定限度內可代替部分鎳用于鋼中。

③ 滲入鋼表面的氮與鉻、鋁、釩、鈦等元素可生成極穩定的氮化物，成為表面硬化和強化元素。

④ 氮使高鉻和高鉻鎳鋼的組織致密堅實。

⑤ 鋼中殘留氮含量過高會導致宏觀組織疏松或產生氣孔。

二、氮對鋼的力學性能的影響

① 氮有固溶強化作用，能夠提高鋼的淬透性。

② 含氮鐵素體鋼中，在快冷后的回火或在室溫長時間停留時，由于析出超顯微氮化物，可發生沉淀硬化，氮也使低碳鋼發生應變時效現象。在強度和硬度提高的同時，鋼的韌性下降，缺口敏感性增加。氮導致鋼的脆性特性與磷相似，其作用遠大于磷。氮也是導致鋼產生藍脆的主要原因。

③ 提高高鉻鋼和高鉻鎳鋼的強度和沖擊韌度，而塑性并不降低。

④ 提高鋼的蠕變強度和高溫持久強度。

三、氮對鋼的物理、化學及工藝性能的影響

① 氮對不銹鋼的耐蝕性無顯著影響。

② 氮的質量分數大于0.16%時，會使抗氧化性惡化。

③ 含氮鋼的冷作變形硬化率較高。

④ 氮可降低高鉻鐵素體鋼的晶粒長大傾向，從而改善其焊接性能。

四、氮在鋼中的應用

① 氮作為合金元素，在鋼中的含量一般小于0.3%(質量分數)，特殊情況下可高達0.6%。

② 主要應用于滲氮調質鋼、普通低合金鋼、不銹耐酸鋼和耐熱不起皮鋼，其中耐熱不起皮鋼可制造汽輪機的構件。