在一般情況下,氮的主要危害如下:
(1)Fe4N的析出導(dǎo)致鋼的時(shí)效。
(2)降低鋼的冷加工性能;
(3)熱影響區(qū)的脆性。
當(dāng)鋼中存在釩,鋁,鈦,鈮等元素時(shí),可以用氮形成穩(wěn)定的氮化物,并且可以提高鋼的強(qiáng)度,這有利于鋼的性能。
在研究鋼管的脆性時(shí),發(fā)現(xiàn)錳可以降低鋼的脆性敏感性,而氯可以增加鋼的脆性敏感性。通過(guò)不同方法生產(chǎn)的鋼的脆性敏感性增加的順序如下:硅和鋁鎮(zhèn)靜的高爐鋼,鋁鎮(zhèn)靜的高爐鋼和半鎮(zhèn)靜鋼,氧吹沸騰鋼或半鎮(zhèn)靜鋼。這表明了鋼中游離氮的重要性。
根據(jù)有關(guān)資料,LD轉(zhuǎn)爐鋼的氮含量為0.003%?0.006%。EAF鋼的氮含量為0.008%至0.0016%。氮在a-Fe中的最高溶解度在590℃時(shí)約為0.1%,在室溫下降至0.001%以下。當(dāng)自由氮含量高的鋼從高溫中更快地冷卻時(shí),鐵素體將飽和。如果鋼在室溫下靜止,氨將隨著時(shí)間的增加而以Fe4N的形式沉淀,這將增加鋼的強(qiáng)度和硬度,并降低可塑性和韌性,即時(shí)效。
為了降低鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度,必須降低鋼中的氮和硅含量。為了使用晶粒細(xì)化劑(Al,V,Ti)來(lái)穩(wěn)定氮化物元素,特別是在非晶粒細(xì)化鋼中,總氨含量應(yīng)最低。在晶粒細(xì)化鋼中,氦含量應(yīng)最大,這有利于氮化物的形成和游離氮含量的降低。
對(duì)于高碳鋼,釩是一種可以細(xì)化和增強(qiáng)鋼晶粒度的元素。當(dāng)通過(guò)控制軋制得到的游離氮含量為0.008%時(shí),脆性轉(zhuǎn)變溫度FATT為-5℃。歸一化處理后,游離氮的含量為0.002%,脆性轉(zhuǎn)變溫度為-45℃。
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