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氮对不锈钢管力学性能方面的影响

返回列表 来源:双奥不锈钢管 浏览: 发布日期:2021-10-14 11:55:51【

  氮在不锈钢管的作用除了替代局部贵重金属镍外,主要是在不损伤钢的塑性和韧性的前提下,显著进步钢的强度。氮对不锈钢管的强化优势如图所示。目前关于氮的强化作用主要包括间隙固溶强化,晶界强化,析出强化。

  

  能够看出氮和碳在钢中主要以间隙原子方式存在,但在不同的晶格中占领不同的位置。在体心立方晶格中占领四面体间隙位置,在面心立方晶格中占领八面体间隙位置。由于不锈钢管的晶格构造为面心立方晶格,因而氮和碳在奥氏体中主要存在于八面体间隙位置。

  

  与碳相比氮原子半径固然较小,但氮在不锈钢管的晶格中能够产生更大的晶格收缩,使位错运动的阻力增大,强度增加。有研讨标明,在300系列不锈钢管中参加0.1%的氮元素,奥氏体基体畸变应力增加3.3倍,室温强度进步约60MP~100MP。另一方面,氮原子对位错也有激烈的钉扎作用。这是由于氮原子与位错的分离焓较高;再者氮原子与位错之间也存在静电的互相作用,由于位错的中心由于短少自在电子,而带正电荷,氮原子左近由于自在电子较多,带负电荷。这使得氮原子与位错之间发作静电吸收作用,强化效应增加。氮还能够使原子间电子交流的方向性降低,使电子在晶体构造内的散布更平均,更利于氮的弥散强化。此外,由于电子交流方向性降低,原子键合在位错滑移过程中并未削弱或遭到毁坏,所以氮合金化后的不锈钢管仍具有较高的断裂韧性。

  

  氮以合金元素方式参加到不锈钢管中时可以产生晶界强化。是由于氮会降低钢中原子的堆垛层错能,使钢中位错滑移平面化,能有效地阻止位错攀移出滑移面,增大了晶界对位错的障碍作用。

  

  氮对不锈钢管晶界强化效应随着氮含量的增加而增加,且温度越低强化效应越明显。钢的力学性能与其热力学稳定性有较大关系。氮参加到不锈钢管中时能够进步钢的热力学稳定性,进而改善钢的力学性能。这与氮改动不锈钢管的沉淀析出行为有关,不锈钢管在高温时效时会有碳化物、金属间相及其他化合物的析出。而钢中参加氮元素后,氮在碳化物中的不溶性招致了氮能够推延钢中碳化物的形核,进而使其沉淀析出时间增长。另外,氮还能够使碳化物中的析出相与基体失配,界面能减小,继而到达细化析出相的目的。氮能够抑止金属间相构成是与氮能够进步钢中铬和钼的溶解度有关。

  

  氮能够使不锈钢管的耐磨性能进步。这是由于氮在钢中含量过高时会有氮化物析出,但这种析出会使钢的塑性和耐腐蚀性能降低。如今人们应用离子外表注入改性技术得到的外表高氮层,能够在不损伤塑性和抗腐蚀性能的前提下,进步其耐磨性能。这可能是由于注入的氮原子缀饰位错或进入固熔体产生固熔强化,进步了钢的耐磨性能。

  

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