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氮对不锈钢管力学性能方面的影响有多大

  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。
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2020/07/28 10:41:13 267 次

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