氮对不锈钢管力学性能方面的影响有多大
发布时间:2021-04-07
氮在不锈钢管的作用除了替代局部重金属镍外，主要是在不损伤钢的塑性和韧性的前提下，可以加强钢的强度。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。
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很大的晶格收缩，使位错运动的阻力增加，强度增加。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平均，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。是由于氮会减少钢中原子的堆垛层错能，使钢中位错滑移平面化，能阻止位错攀移出滑移面，增加了晶界对位错的障碍作用。
