據統計,世界鎳產量中每年約有60%用于生產不銹(xiu)鋼。鎳是比較稀缺且價格昂貴的元素,特別是在戰爭期間,由于鎳也是戰略物資,因此鎳的供應更為緊張;而在和平時期,不銹鋼的成本和售價也常隨鎳價的漲跌而波動。因此,節約鋼中的鎳一直是不銹鋼發展中的重要研究方向。


  錳(meng)和氮(dan)均為奧(ao)氏(shi)體(ti)形(xing)成元素,特(te)別是氮(dan),其在(zai)(zai)鋼(gang)中(zhong)(zhong)形(xing)成奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)能(neng)力(li)約為鎳(nie)的(de)(de)30倍。錳(meng)形(xing)成奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)能(neng)力(li)雖然較(jiao)弱,僅為鎳(nie)的(de)(de)二分之一,但錳(meng)穩(wen)定奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)能(neng)力(li)很強,而且(qie)還能(neng)顯著提(ti)高氮(dan)在(zai)(zai)鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)溶解度,從(cong)而可(ke)提(ti)高氮(dan)向鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)加入量,所以為獲得(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)組織(zhi),以錳(meng)、氮(dan)相(xiang)結(jie)合代鎳(nie)曾是最(zui)佳匹配,成為早期既能(neng)獲得(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)組織(zhi)又能(neng)節約鉻鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)中(zhong)(zhong)鎳(nie)的(de)(de)主(zhu)要合金化措施。


  自20世紀30年代起,德、美諸國便開始了以錳、氮代鎳的鉻錳奧氏(shi)體不銹鋼(gang)的研究,至20世紀40年代便取得成效,開發出了以代替18-8(304)等鉻鎳奧氏體不銹鋼為主要目標的鉻錳(氮)系(AISI 200系)奧氏體不銹鋼。這也是唯一一類專為節鎳而研制的鋼類。


  但是(shi)經過近半個世紀的(de)進一步(bu)研究和實(shi)踐表明(ming),錳(meng)、氮(dan)復合雖然(ran)可以(yi)從組織(形成(cheng)奧氏體)中代(dai)鎳,但并不(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)從耐(nai)蝕(shi)性(xing)等(deng)(deng)(deng)性(xing)能(neng)(neng)(neng)上(shang)(shang)完(wan)全代(dai)鎳,加之錳(meng)對不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)耐(nai)蝕(shi)性(xing)的(de)有(you)害作(zuo)用(yong)。因此一般認為(wei),已有(you)的(de)以(yi)錳(meng)、氮(dan)代(dai)鎳的(de)一些鉻錳(meng)奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)牌號(hao)(例如AISI 200系鋼(gang))與其(qi)所希望代(dai)替的(de)鉻鎳奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)[例如18-8(304)等(deng)(deng)(deng)]相比,雖然(ran)它們均為(wei)具有(you)面心立方(fang)結構(gou)的(de)奧氏體組織,但在性(xing)能(neng)(neng)(neng)上(shang)(shang)二者卻有(you)很大的(de)不(bu)(bu)(bu)同,前(qian)者是(shi)一類(lei)雖然(ran)強度(du)高,但耐(nai)蝕(shi)性(xing)、成(cheng)型性(xing)和焊后性(xing)能(neng)(neng)(neng)等(deng)(deng)(deng)均相對較低(di)的(de)一類(lei)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)。


  自(zi)1970年(nian)起,以VOD、AOD爐(lu)外精煉等為代(dai)(dai)表的(de)(de)(de)(de)現(xian)代(dai)(dai)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)冶金(jin)、加工技術的(de)(de)(de)(de)發展和廣泛應用,無鎳(nie)、低鎳(nie)的(de)(de)(de)(de)現(xian)代(dai)(dai)鐵素體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)和少鎳(nie)、低鎳(nie)(1%~4% Ni)的(de)(de)(de)(de)現(xian)代(dai)(dai)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)迅速(su)發展對AISI 200系不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)生產和應用形成了(le)巨大挑戰,而(er)且已逐漸成為節鎳(nie)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)發展的(de)(de)(de)(de)主流和方向(xiang)。但是由于鉻(ge)(ge)鎳(nie)奧(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)優良(liang)綜(zong)合性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)全(quan)面性(xing)和適用范圍(wei)的(de)(de)(de)(de)廣泛性(xing),目前已有(you)的(de)(de)(de)(de)各(ge)類節鎳(nie)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)雖(sui)有(you)其(qi)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)特點(dian)但也有(you)其(qi)綜(zong)合性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)全(quan)面(局限)性(xing)。因(yin)此,它們僅能(neng)在(zai)其(qi)特性(xing)的(de)(de)(de)(de)適用范圍(wei)內(nei)代(dai)(dai)替(ti)部(bu)分鉻(ge)(ge)鎳(nie)奧(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang),而(er)節鎳(nie)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)要(yao)全(quan)面,甚至全(quan)部(bu)代(dai)(dai)替(ti)鉻(ge)(ge)鎳(nie)奧(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)則是不(bu)(bu)(bu)可能(neng)的(de)(de)(de)(de)。


  近來,由于向鋼(gang)中加(jia)入高氮(dan)量的工藝(yi)、技(ji)術(shu)、裝備的進步,國(guo)(guo)內外不僅在大力開(kai)發高氮(dan)高強度和超(chao)高強度的鉻錳(meng)奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang),而且對(dui)不加(jia)錳(meng)僅借向鋼(gang)中加(jia)入氮(dan)而開(kai)發的無錳(meng)、低鎳、高氮(dan)和無錳(meng)、無鎳、高氮(dan)奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)的研究(jiu)取(qu)得了令人注目(mu)的進展,引起了國(guo)(guo)內外日(ri)益廣泛的關注。






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