高氮無錫不銹鋼生產(chǎn)工藝比較
高氮鋼為含氮量超過在常規(guī)條件下鋼中所能達(dá)到的極限氮含量的鋼。根據(jù)氮的加入量不同,,大致進(jìn)行了以下分類,,即含氮>1%的為超高氮鋼,含氮0.3~0.5%的為高氮鋼,,在此范圍以下的為含氮鋼,。氮在無錫不銹鋼中的作用主要體現(xiàn)在對無錫不銹鋼基體組織,、力學(xué)性能和耐蝕性能三方面的影響。研究表明,,氮是一種非常強(qiáng)烈地形成并穩(wěn)定奧氏體且擴(kuò)大奧氏體相區(qū)的元素,在無錫不銹鋼中可代替部分鎳,,降低鋼中的鐵素體含量,,使奧氏體更穩(wěn)定,防止有害金屬間相的析出,,甚至在冷加工條件下可避免出現(xiàn)馬氏體轉(zhuǎn)變,。
高氮無錫不銹鋼的冶煉主要面臨兩個問題,即如何在熔化狀態(tài)獲得高含量氮以及怎樣保證在凝固過程中使氮處于溶解狀態(tài),。為獲得高含氮量,,所采取的主要措施有:設(shè)計合理的合金成分;采取合適的工藝路線;選擇適當(dāng)?shù)牡d體。研究表明,,Cr,、Mn、Mo,、V,、Nb等元素促進(jìn)氮溶解,Ni,、Cu,、Si、C等元素降低氮溶解,。但是,,通過調(diào)整合金成分對氮溶解度的影響畢竟有限,目前,,具有工業(yè)化前景的途徑主要還是采取合適的工藝路線以及選擇適當(dāng)?shù)牡d體,。
采用大氣熔煉工藝時,由于大氣壓下氮的溶解度就是鋼中氮的最高含量,,即使將氮添加至溶解度,,但隨著凝固的進(jìn)行溶解度會下降,就會發(fā)生氣孔缺陷,,導(dǎo)致不合格,。因此,自1988年以來,,高壓冶煉及高氮鋼受到國際上冶金及材料研究的高度重視,。德國、保加利亞,、烏克蘭,、奧地利和日本等國均研制出了各自的加壓冶煉設(shè)備,極大地推動了高氮鋼加壓冶煉技術(shù)的發(fā)展。目前一些國家的大型煉鋼廠已經(jīng)具備在高于6MPa的氮氣壓力下大量熔煉和澆注高氮鋼的能力,,鋼中的氮含量甚至高達(dá)1%,。
作為在大氣壓下添加氮使無錫不銹鋼中的氮含量達(dá)到溶解度以上的方法,加壓氮氣氣氛下進(jìn)行熔煉和澆鑄的生產(chǎn)工藝是必不可少的,。目前已開發(fā)的加壓熔煉技術(shù)主要有加壓感應(yīng)熔煉法(PIM),、加壓等離子熔煉法(PARP)、加壓電渣重熔法(PESR),、加壓電弧渣重熔法(ASRP),、大熔池法(BSB)和熱等靜壓熔煉法(HIP)等。下表給出了高氮無錫不銹鋼各種加壓冶煉工藝技術(shù)的粗略對比,。其中,,加壓等離子熔煉法、加壓電渣重熔法和加壓電弧渣重熔法是最常見的加壓熔煉技術(shù),。
加壓冶煉是冶金工藝的一個新突破,,高氮鋼是材料研究的一個新領(lǐng)域。高氮無錫不銹鋼不僅具有原來的無錫不銹鋼所有的性能,,而且因為氮的加入,,其在力學(xué)性能、耐蝕性能,、以及綜合性能等方面有更優(yōu)良的表現(xiàn),。因此,高氮鋼廣泛應(yīng)用于能源生產(chǎn),、交通,、造紙、石油,、化工等領(lǐng)域,。