氮对粉末冶金高氮无镍不锈钢组织与性能的影响.docx

Vol.16 No.6Dec. 2011氮对粉末冶金高氮无镍不锈钢组织与性能的影响钟海林 1, 2 Vol.16 No.6 Dec. 2011 氮对粉末冶金高氮无镍不锈钢组织与性能的影响 钟海林 1, 2，况春江 1, 2，曾 宏 1, 2，王学兵 1, 2，匡 星 1, 2 (1．钢铁研究总院，北京 100081；2．安泰科技股份有限公司，北京 100081) 摘 要：采用常压氮气熔炼与高压氮气雾化工艺制备出不同氮含量的无镍不锈钢(17Cr12Mn2MoN)粉末，并利用 热等静压(HIP)工艺成形。采用扫描电镜、电子探针显微镜、XRD、金相显微镜和万能力学试验机等测试手段及 设备，研究不同氮含量对无镍不锈钢(17Cr12Mn2MoN)组织和性能的影响。研究结果表明，随着氮含量增加，无 镍不锈钢的奥氏体含量、抗拉强度及屈服强度随之增加，经固熔淬火处理后，氮含量为 0.58%(质量分数)的无镍 不锈钢表现出优异的强塑性，抗拉强度为 915 MPa，屈服强度为 580 MPa，伸长率为 45.5%。 关键词：高氮；热等静压；不锈钢；粉末冶金 中图分类号：TG142.1 文献标识码：A 文章编号：1673-0224(2011)6-837-06 Effect of nitrogen on structure and properties of powder metallurgy nickel-free high nitrogen stainless steels ZHONG Hai-lin1, 2, KUANG Chun-jiang1, 2, ZENG Hong1, 2, WANG Xue-bing1, 2, KUANG Xing1, 2 (1. China Iron Steel Research Institute, Beijing 100081, China; 2. Advanced Technology Materials Corporation Ltd., Beijing 100081, China) Abstract: Variable nitrogen content and nickel-free stainless steel 17Cr12Mn2MoN powders were prepared by nitrogen gas atomization process and then formed by hot isostatic pressing (HIP). The effect of nitrogen contents on structure and properties of nickel-free stainless steels was investigated by SEM, EPMA and XRD et al. The results show that the austenitic percent and mechanical strength increase with the increase of nitrogen content. By solid solution hardening treatment, the stainless steel with the nitrogen content of 0.58% (mass fraction) and the nickel free shows an excellent plasticity and mechanical strength as the tensile strength of 915 MPa, the yield strength of 580 MPa and the elongation of 45.5%. Key words: high nitrogen; hot isostatic pressing; stainless steel; powder metallurgy 不锈钢因具有良好的耐蚀性能及力学性能而得到 快速发展，尤其是奥氏体不锈钢，如 304、316 L 等， 具有良好的塑性、焊接性、耐蚀性、韧性和低温韧 性、无磁性、易加工等优点，在石油、化工、食品及 医疗器械等行业得到了广泛应用[1]。近年来，随着镍 价格的走高，奥氏体不锈钢价格也不断提高，同时， 镍离子是 1 种潜在的致敏因子，在生物体植入物附近 可诱发毒性效应，发生细胞破坏和发炎反应，对生物 体有致畸、致癌的危害，调查表明：有 10%~20%的妇 女和 2%的男士受镍离子影响[2]，因此，采用以氮代 镍，开发高性能无镍不锈钢是不锈钢行业的 1 种新的 发展趋势。 氮在不锈钢中具有众多优点：可增强固溶强化、 细晶强化效果；可稳定奥氏体组织，可