一般情況下,N在不銹鋼中的溶解度小于0.15%,可以通過提高Cr和Mn含量的方法來提高N在不銹鋼衛生管中的溶解度。新的冶煉技術,如氫-氧精煉、加壓電渣熔煉平衡壓力澆鑄等,能準確控制不銹鋼中N含量,達到利用N來控制不銹鋼中組織的目的。
氮作為有益元素在奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼等鋼種中加入,可以顯著提高鋼的力學性能、耐燭性能、焊接性能以及平衡相比例等。根據市場需求,國內不銹鋼管廠成功開發了含氮系列不銹鋼鋼種,系統研究開發了含氮不銹鋼的AOD冶煉、鑄造、熱軋、冷軋、鍛造工藝,對含氮不銹鋼主要生產工藝難點——AOD爐冶煉工藝及熱加工開裂進行了研究。
含氮雙相不銹鋼含有0.l0%~0.20%的氮,氮的存在使衛生級不銹鋼管的強度顯著提高。同時氮是強化γ相的元素并擴大γ相區,其能力遠遠大于鎳,使γ向α轉變更為困難,不易實現高溫單相區軋制,而迫使其在雙相區完成熱加工,再者由于面心立方的γ的塑性比體心立方的α要好,延伸不一,容易導致開裂。
1、開發了ADD爐完全用氮氣進行氮元素合金化工藝。用工藝模型預測鋼中氮含量,不經在線分析鋼中氮含量,實現氮控制精度達到±0.015%,最大精度±0.010%,“AOO爐用氮氣進行氮合金化工藝”申報了國家發明專利(申請號0213525-8)。
2、含氮不銹鋼熱加工溫度、鋼中硫含量及鋼中氮含量對其高溫塑性有影響,其中含氮奧氏體不銹鋼典型鋼種——0Cr19Ni9N的最佳熱加工溫度在1150~1300℃。含氮不銹鋼鋼種的鋼中硫、氮含盤必須控制在一定的范圍。
在電鏡下觀察,含氮奧氏體精密不銹鋼管中氮含量的提高大于0.15%,在高滋下容易析出氮化物,加熱過程中投有固溶在晶界析出的氮化物,在110℃左右形成低塑性區,在軋制較大變形量、變形速度下,容易造成軋制開裂切。