粉末冶金高氮不锈钢的研究.pdf免费

76 2009全国粉末冶金学术会议 粉末冶金高氮不锈钢的研究 况春江钟海林毕景维程东凯 匡星 李泉 (1．钢铁研究总院；2．安泰科技股份有限公司，北京100081) 摘要 不锈钢中增加氮元素能明显提高材料强度及耐蚀性能。本文介绍了粉末冶金高氮无镍不锈钢 化过程及热固结过程中的迁移规律研究。采用气雾化工艺，所得粉末中氮的最高含量可达1．0％(质量分数)。热等静 压态及固溶淬火态的氮含量为0．6％的高氮无镍不锈钢表现出优异的强韧，|生；氮含量为1．0wt％的高氮超级奥氏体不锈 不锈钢具有优异的耐蚀性能。 关键词氮；热等静压；不锈钢；粉末冶金 1 引言 andF．Adcock 人们在很早以前就开展了氮在钢中的作用研究。早在上世纪20年代，J．H．Andrew 就研究了氮对钢的组织和强度的影响¨以J。上世纪四十年代，H．Uhlig∞o揭示了氮对钢耐蚀性能的影 响。在不锈钢中，作为奥氏体稳定和间隙固溶强化元素，氮和锰元素部分或全部替代镍元素，并能显 著增加不锈钢的强度、耐蚀性、耐磨性和相的稳定性[4、5]。上世纪50年代，采用氮的合金化，开发了 外还有Nitronic 0％一o。铸锻钢在缓冷过程中，容易生成脆性氮化物和金属间化合物、成分偏析及在铸造过程中很难 控制钢中氮含量，这些因素限制了传统高氮不锈钢的发展。粉末冶金法生产高氮不锈钢能够细化晶 粒、减少成分和组织偏析，获得均匀的合金组元和氮的分布，能较为容易地获得更高的氮含量，可以 实现近终成形，还可能制备铸锻方法难以制造的高氮钢制品旧。¨，因此粉末冶金高氮不锈钢具有广阔 前景。 本文中开展了两系列高氮不锈钢的粉末冶金工艺研究，一系列是满足医用的高氮无镍不锈钢，另 一系列是满足海洋石油用的高氮超级奥氏体不锈钢。同时气雾化过程及热等静压固结过程中氮的迁移 行为也被研究。 · 2合金设计 合金设计需充分考虑钢的强度、耐蚀性、奥氏体稳定性、盯相分解温度、韧性向脆性的转变温度 (DBTY)。高氮无镍不锈钢的合金设计模型见图1a，超级奥氏体不锈钢的合金设计模型见图1b。 二、钢铁粉末及制品 Set tOmeet Nitrogenyieldsne-ngthperSpeideh ● DctfHigi／leCr＆MotO corrosion criterion： saris却MARCresistance MARC《什3．3Mo+20C+20N-0．5Mn一0．25Ni24(316L) ● Dn啊mjmCr＆Mofora Austenite Schaffler fully alloyper Niq=Ni+0．12Mn一0．0086Mn2+30C+18N+0．44Cu QEfC卜1．5Mo+1．5W+0．48Si+2．3V+1．75Nb+2．5AI ● Set Mn14．O％(质量分安数) ● DetermineCr＆Mofor Reichsteiner T。1232Cper 死℃=26．4Cr+