高氮低镍奥氏体不锈钢的低温性能与组织稳定性

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随着超导磁悬浮列车、超导发电机等技术的发展，低温下无磁高强度钢种的使用与日俱增，奥氏体不锈钢以无磁性和良好的焊接性能获得大量的关注。奥氏体不锈钢在低温下保持fcc结构时具有良好的冲…

随着超导磁悬浮列车、超导发电机等技术的发展，低温下无磁高强度钢种的使用与日俱增，奥氏体不锈钢以无磁性和良好的焊接性能获得大量的关注。奥氏体不锈钢在低温下保持fcc结构时具有良好的冲击性能，是首选的低温材料。有研究结果表明：钢中氮含量的增加大幅提高了钢的力学性能和耐腐蚀性能，但钢中氮含量超过0.8%，力学性能提高的同时会降低钢的耐蚀性能，增加脆性，韧脆转变温度也大幅提高，同时采用加压增氮技术提高了合金的成本；合金元素的种类与含量和氮的联合作用对钢的综合性能的影响机理值得深入探讨。因此常压条件下制备高氮钢，并合理选择合金元素及其比例，提高材料的综合性能值得进一步的研究。

本课题组设计了两种[Ni]、[Cr]当量相同的高氮低镍奥氏体不锈钢，委托国内某企业冶炼，将锻后材料经光谱仪分析，其主要化学成分见表1，两种钢的奥氏体转变温度均在-290℃以下。在SXZ-10-13型箱式电阻炉中对材料进行固溶处理，固溶处理温度均为1050℃，保温1h，水冷。将材料加工成圆柱形标准拉伸试样和V型标准夏比冲击试样。拉伸试验在型号为RDL100的电子蠕变试验机上进行，拉伸速率为3mm/min，试验温度分别为20、0、-30、-60、-100和-150℃。冲击试验在ZBC 2302-C型金属摆锤冲击试验机上进行，采用V型缺口试样，试验温度分别为20、-50、-80、-110、-150和-196℃。

表1 试验钢化学成分（质量分数，%）