氮气吹扫仪选用耐腐蚀的金属材料是重要的防腐蚀措施之一,其中不锈钢材料占有重要地位。不锈钢诞生已有近百年历史,随着石油、化工、能源、宇航、海洋和生物工程等工业技术的发展,对不锈钢提出了更高的耐蚀及综合性能要求。奥氏体不锈钢被广泛用于工领域,具有良好的韧性、抗均匀腐蚀、抗局部腐蚀(点蚀、缝隙腐蚀等)性能。但奥氏体不锈钢(如AISI304L,316L)在高温氯化环境中,易产生应力腐蚀裂纹,此时适合采用高镍不锈钢和铁素体不锈钢,但用Ni合金化的奥氏体不锈钢成本昂贵,而铁素体不锈钢韧性和厚钢板焊接性能较差。因此介于奥氏体和铁素体不锈钢之间的双相不锈钢被研制出来,它具有较好的力学性能与抗腐蚀性能(包括应力腐蚀性能)。双相不锈钢成分范围宽,可针对不同使用条件进行选材,且价格低廉。近年来,随着低碳、超低碳氮气吹扫仪不锈钢、双相钢的大量生产,强度不足成为限制此类钢使用的主要问题,如何保证降碳后钢的强度维持或超过原有的性能指标,已成为一个重要课题。氮作为合金元素加入不锈钢中,可提高奥氏体稳定性、平衡双相钢中相的比例,在不影响钢的塑性和韧性的情况下提高钢的强度,并可部分代替不锈钢中的Ni。生物工程材料———无镍不锈钢的发展,可以解决氮气吹扫仪所以Cr2Mn2N不锈钢和无镍不锈钢的研究受到普遍重视。含N铸造不锈钢的研究和应用已是非常重要的领域。AOD、VOD等精炼技术的应用为生产纯净的含氮超低C奥氏体不锈钢、双相不锈钢和马氏体不锈钢等提供了先进的制造工艺。1N的存在形式及作用111固溶N及其对组织结构的影响N的性质与C相类似,是生成间隙相的主要元素,这是由它较小的原子尺寸及电子层结构所决定的。有文献〔3〕报导,在奥氏体类不锈钢中,N绝大部分固溶于奥氏体中,固溶于铁素体中的N量很少在铁素体2奥氏体双相不锈钢中推测N的分配系数为0123～0125〔4～6〕。
氮气吹扫仪也是马氏体中的重要间隙元素,对马氏体相变和性能起决定性作用。N在扩大奥氏体区和稳定奥氏体的作用相当Ni的25倍左右(Nieq=Ni%+015×Mn+30×C%+25×N%)〔7〕,在常规的1828型奥氏体不锈钢中会有少量铁素体存在,随钢中含C量的降低,铁素体量将增加,而加入N则弥补了降C对组织带来的不利影响〔8〕。N的增加在减少钢中铁素体相比例的同时,对其存在形态也有较大影响,使铁素体逐渐由网状、长条状向短棒状、孤岛状转变,从而降低了网状铁素体对奥氏体钢强度和塑性的不良影响〔9〕。112金属氮化物及其弥散现象N与钢中合金元素相互作用的重要性表现在氮化物的弥散现象。在奥氏体钢中存在许多弥散氮化物,主要是Cr2N的弥散。Cr2N为立方晶格结构,在Cr、Ni含量较高的AISI310中的溶解度要比在AISI304钢中的溶解度低(见图1〔10〕)。在含有Ti和Nb的钢中,会有TiN和NbN形成。有趣的是在含有Nb的AISI347钢中,N与NbC或C与NbN结合可提高它们在奥氏体中的溶解度,尽管NbN溶解度要比NbC小得多;在含Nb奥氏体钢中,增加N含量可显著促进平衡方程式M4X3向MX移动,说明N占据着碳化物的间隙空间〔11〕。氮气吹扫仪在含Nb钢中,人们也发现了复杂的Cr3Nb3N及CrNbN(称为Z相)氮化物形成〔12～13〕,在热加工过程中,Z相在晶粒边界发生弥散现象,可提高钢的强度〔14〕。在奥氏体钢中,N延缓碳化物M23C6及金属间化合物的析出(见图2〔15〕)。这可能是由于Cr2N的析出减少了固溶的Cr含量。在双相钢中,N延缓金属间化合物弥散析出及N的强烈奥氏体稳定化作用,对不锈钢的相比例平衡和改善焊接性能很重要。G1Aahlber等人〔16〕的研究发现,在含Mo的双相钢中,很大比例的N是以Mo2N的Mo2N2Cr化合物形式存在于奥氏体基体中。N在马氏体钢中与其它元素形