氮對不銹鋼管力學(xué)性能方面的影響有多大
氮在不銹鋼管的作用除了替代局部重金屬鎳外，主要是在不損傷鋼的塑性和韌性的前提下，可以加強(qiáng)鋼的強(qiáng)度。目前關(guān)于氮的強(qiáng)化作用主要包括間隙固溶強(qiáng)化，晶界強(qiáng)化，析出強(qiáng)化。
氮和碳在鋼中主要以間隙原子方式存在，但在不同的晶格中占領(lǐng)不同的位置。在體心立方晶格中占領(lǐng)四面體間隙位置，在面心立方晶格中占領(lǐng)八面體間隙位置。由于不銹鋼管的晶格構(gòu)造為面心立方晶格，因而氮和碳在奧氏體中主要存在于八面體間隙位置。
與碳相比氮原子半徑固然較小，但氮在不銹鋼管的晶格中能夠產(chǎn)生很大的晶格收縮，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力增加，強(qiáng)度增加。在300系列不銹鋼管中參加0.1%的氮元素，奧氏體基體畸變應(yīng)力增加3.3倍，室溫強(qiáng)度進(jìn)步約60MP~100MP。另一方面，氮原子對位錯(cuò)也有激烈的釘扎作用。這是由于氮原子與位錯(cuò)的分離焓較高；再者氮原子與位錯(cuò)之間也存在靜電的互相作用，由于位錯(cuò)的中心由于短少自在電子，而帶正電荷，氮原子左近由于自在電子較多，帶負(fù)電荷。這使得氮原子與位錯(cuò)之間發(fā)作靜電吸收作用，強(qiáng)化效應(yīng)增加。
氮還能夠使原子間電子交流的方向性降低，使電子在晶體構(gòu)造內(nèi)的散布平均，利于氮的彌散強(qiáng)化。此外，由于電子交流方向性降低，原子鍵合在位錯(cuò)滑移過程中并未削弱或遭到毀壞，所以氮合金化后的不銹鋼管仍具有較高的斷裂韌性。
氮以合金元素方式參加到不銹鋼管中時(shí)可以產(chǎn)生晶界強(qiáng)化。是由于氮會(huì)減少鋼中原子的堆垛層錯(cuò)能，使鋼中位錯(cuò)滑移平面化，能阻止位錯(cuò)攀移出滑移面，增加了晶界對位錯(cuò)的障礙作用。
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