氮含量对cr18mn18n无磁不锈钢

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1、氮含量对Cr18Mn18N无磁不锈钢力学性能、磁导率和组织的影响易邦旺　胡　燕　郎文运　杨志勇(钢铁研究总院)摘　要　探讨了Cr18Mn18N无磁不锈钢中氮含量对钢的力学性能、磁导性能以及组织状态的影响。研究结果表明，Cr18Mn18N钢中氮含量大于0.31%时，组织才为全奥氏体状态，该钢氮含量的最佳区间为0.4%～0.6%。关键词　氮　奥氏体　磁导率EFFECTOFCONTENTONMECHANICALPROPERTIES，MAGNETICOFCr18Mn18NCONDUCTIVITYANDMICROS

2、TRUCTUREYIBangwang　HUYan　LANGWenyun　YANGZhiyong(CentralIronandSteelResearchInstitute)ABSTRACT　TheeffectofNcontentonmechanicalpropertiesandmagneticconductivityandmicrostructureofCr18Mn18Nnon-magneticstainlesssteelisstudied.Theresultshowsthatthemicrostructu

3、reisfullyaustenitewhentheNcontentismorethan0.31%,thebestcontentrangeofNis0.4%～0.6%.KEYWORDS　nitrogen(N),austenite,magneticconductivity　　氮是强烈的奥氏体形成元素，可以节约奥氏体不锈钢中的镍；氮又是间隙固溶的元素，可有效地提高奥氏体不锈钢的强度，还可提高不锈钢的耐蚀性［1，2］。经济型Cr-Mn-N或Cr-Mn-Ni-N不锈钢被广泛地使用在化工、建筑、轻工等行业中。通常奥氏

4、体不锈钢中的氮含量控制在0.4%以下，然而，Cr18Mn18N不锈钢中氮含量的下限值为0.4%，在大气下冶炼钢中氮含量的极限值为0.67%。1Cr18Mn18N高氮不锈钢作为第二代大型火力发电机护环材料，它是常压状态冶炼所有含氮不锈钢中氮含量最高的一个钢种。本文旨在研究氮含量对Cr18Mn18N无磁不锈钢的力学性能、磁导率及组织状态的影响。1　实验材料及方法　　本实验采用30kW非真空感应炉及真空感应炉加电渣重熔冶炼。钢中主要元素碳、铬、锰含量不变，加入不同含量的氮，其成分见表1。钢锭经锻造后，试样经1　

5、050℃×40min固溶处理。对试样进行力学性能试验，采用磁天平法测定其磁导率，通过金相观察测定奥氏体量的变化。表1　试验钢的主要成分　　%Table1　Chemicalcompositionofexperimentalsteels　　%炉号CMnCrN冶炼工艺040.0919.2018.320.150非真空050.0919.2018.260.260非真空060.1018.9018.320.528非真空070.0819.3018.320.630非真空080.0819.3018.590.607非真空090.

6、0719.4018.590.670非真空100.0819.3017.440.640非真空110.0819.2018.590.650非真空170.1017.5417.100.310真空+电渣180.1218.9218.290.390真空+电渣190.1719.9019.340.400真空+电渣2　实验结果与讨论2.1　氮含量对力学性能的影响　　从图1可以看到随氮含量增加，σb、σ0.2提高。当钢中氮含量达到0.31%～0.60%时，σb、σ0.2约稳定在一个定值上；当氮含量超过0.6%时，氮作为强间隙固溶元

7、素，使强度又有所增高。不同氮含量的钢，其伸长率与断面收缩率没有呈现明显规律性的变化，伸长率数据在45.4%～51.9%波动，断面收缩率数据在69%～74%波动，都有较高的值。冲击韧性都很高，均在294J/cm2以上。表2显示出Cr18Mn18N钢具有良好塑性和韧性。　　综上所述，Cr18Mn18N无磁不锈钢的强度随着钢中氮含量的增加而提高，钢的塑性和韧性都有一个较高值，从强度考虑，该钢的氮含量控制在0.4%～0.6%为宜。前苏联卡拉廖夫指出，当钢中铬、锰进行适当配比后，在常压下冶炼，钢中氮含量可以达到0.

8、65%［3］。钢铁研究总院的实验结果表明，图1　氮含量对钢的强度的影响Fig.1　TheeffectofNcontentonthestrength表2　氮含量对塑、韧性的影响Table2　TheeffectofNcontentonplasticityandductivity炉号0405171819060807101109N/%0.1500.2600.3100.3900.4000.5280.6070.6300.6400.6500