氮對(duì)于一般鋼種而言,是重要的雜質(zhì)元素之一,會(huì)造成鋼材沖擊韌性降低,發(fā)生時(shí)效脆化,出現(xiàn)氣孔裂紋,還會(huì)導(dǎo)致鋼的冷脆等。而高氮鋼是一種特殊鋼,在奧氏體不銹鋼中滲入的高含量的氮,能替代昂貴的鎳而保持奧氏體相的穩(wěn)定性,改善含氮鋼的力學(xué)性能.
最早是1956年采用離心澆鑄技術(shù)生產(chǎn)出氮含量高達(dá)0.75%的Fe-Cr-Mn-N系奧氏體鋼,這些高氮鋼具有很好的高溫拉伸性能和蠕變性能。在以后的幾十年,由于冶金水平的制約,關(guān)于高氮鋼的研究工作并沒(méi)有長(zhǎng)足進(jìn)步。由于氮在鋼中溶解度下的緣故,如何往鋼中加入氮、提高鋼中氮溶解度和保證凝固過(guò)程中氮均勻分布,一直以來(lái)是重要難題,近年來(lái)在這方面所開(kāi)展的研究也越來(lái)越多。
高壓冶金技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高氮鋼冶煉的重要手段,在高壓下,冶煉高氮鋼的反應(yīng)條件比較優(yōu)越。高壓氣氛使底吹氮?dú)馀菰阡撘褐械纳细r(shí)間延長(zhǎng),彌散程度增大,氮?dú)馀c鋼液反應(yīng)的時(shí)間增加,有利于提高鋼中的氮含量。高氮鋼精煉和鑄造過(guò)程均是在高壓氣氛下進(jìn)行的,這就增加了氮?dú)庀嘀械姆謮?,從而有效地增加了鋼中的氮含量并抑制了其逸出?/span>
這種方法利用資源豐富且廉價(jià)的氮?dú)庾髟希ㄟ^(guò)向鋼液吹氮進(jìn)行氮的合金化,可大幅度降低高氮鋼的生產(chǎn)成本,與傳統(tǒng)的熔煉與澆鑄技術(shù)相比,高壓冶金除了能夠強(qiáng)化冶煉過(guò)程和提高鋼鐵材料本身的性能外,還能抑制冶煉過(guò)程易揮發(fā)合金元素的沸騰,同時(shí)降低污染氣體的總量。研究表明,提高冶煉壓力顯著地提高鋼中氮含量,可冶煉出合格的高氮鋼鑄錠,高壓吹氮是一種高效冶煉高氮鋼的方法。

