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    氮對316L不銹鋼管力學性能方面的影響

    關鍵詞:316L不銹鋼管 來源:管理員 發布時間:2019-11-20

    氮對316L不銹鋼管力學性能方面的影響

    氮在316L不銹鋼管的作用除了替代局部貴重金屬鎳外,主要是在不損傷鋼的塑性和韌性的前提下,顯著進步鋼的強度。氮對316L不銹鋼管的強化優勢如圖所示。目前關于氮的強化作用主要包括間隙固溶強化,晶界強化,析出強化。

    能夠看出氮和碳在鋼中主要以間隙原子方式存在,但在不同的晶格中占領不同的位置。在體心立方晶格中占領四面體間隙位置,在面心立方晶格中占領八面體間隙位置。由于316L不銹鋼管的晶格構造為面心立方晶格,因而氮和碳在奧氏體中主要存在于八面體間隙位置。

    與碳相比氮原子半徑固然較小,但氮在316L不銹鋼管的晶格中能夠產生更大的晶格收縮,使位錯運動的阻力增大,強度增加。有研討標明,在300系列不銹鋼管中參加0.1%的氮元素,奧氏體基體畸變應力增加3.3倍,室溫強度進步約60MP~100MP。另一方面,氮原子對位錯也有激烈的釘扎作用。這是由于氮原子與位錯的分離焓較高;再者氮原子與位錯之間也存在靜電的互相作用,由于位錯的中心由于短少自在電子,而帶正電荷,氮原子左近由于自在電子較多,帶負電荷。這使得氮原子與位錯之間發作靜電吸收作用,強化效應增加。氮還能夠使原子間電子交流的方向性降低,使電子在晶體構造內的散布更平均,更利于氮的彌散強化。此外,由于電子交流方向性降低,原子鍵合在位錯滑移過程中并未削弱或遭到毀壞,所以氮合金化后的316L不銹鋼管仍具有較高的斷裂韌性。

    氮以合金元素方式參加到316L不銹鋼管中時可以產生晶界強化。是由于氮會降低鋼中原子的堆垛層錯能,使鋼中位錯滑移平面化,能有效地阻止位錯攀移出滑移面,增大了晶界對位錯的障礙作用。

    氮對316L不銹鋼管晶界強化效應隨著氮含量的增加而增加,且溫度越低強化效應越明顯。鋼的力學性能與其熱力學穩定性有較大關系。氮參加到316L不銹鋼管中時能夠進步鋼的熱力學穩定性,進而改善鋼的力學性能。這與氮改動316L不銹鋼管的沉淀析出行為有關,316L不銹鋼管在高溫時效時會有碳化物、金屬間相及其他化合物的析出。而鋼中參加氮元素后,氮在碳化物中的不溶性招致了氮能夠推延鋼中碳化物的形核,進而使其沉淀析出時間增長。另外,氮還能夠使碳化物中的析出相與基體失配,界面能減小,繼而到達細化析出相的目的。氮能夠抑止金屬間相構成是與氮能夠進步鋼中鉻和鉬的溶解度有關。

    氮能夠使316L不銹鋼管的耐磨性能進步。這是由于氮在鋼中含量過高時會有氮化物析出,但這種析出會使鋼的塑性和耐腐蝕性能降低。如今人們應用離子外表注入改性技術得到的外表高氮層,能夠在不損傷塑性和抗腐蝕性能的前提下,進步其耐磨性能。這可能是由于注入的氮原子綴飾位錯或進入固熔體產生固熔強化,進步了鋼的耐磨性能。

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