氮对高电阻率高导磁不锈钢组织和性能的影响

高电阻率高导磁不锈钢是应用于某些特定场合下的新型不锈钢，具有较高的电阻率和磁导率，可降低在电磁场合下应用时产生的磁滞损耗和涡流损耗，减少设备在电磁转换时的发热和能量损耗，提高设备的效率和稳定性。但其为提高材料的电阻率和磁导率而加入较多的铁素体形成元素Al和Si，致使材料的室温组织中高温铁素体的含量较多，从而导致材料的力学性能特别是强度和韧性较差。N是强烈的奥氏体形成元素，能显著扩大奥氏体相区，稳定奥氏体组织。氮作为合金元素对不锈钢力学性能影响的报道很多，少量的氮元素可提高奥氏体稳定性、平衡双相钢中相的比例，在不影响材料塑性和韧性的情况下提高钢的强度。但以前的研究主要是在奥氏体不锈钢中进行，高电阻率、高导磁不锈钢作为近几年出现的新材料，氮对其组织和性能的影响规律尚未见报道，因此开展这方面的研究对于提高特种不锈钢的应用范围具有重要意义。本文在两种高电阻率、高导磁不锈钢的基础上适当降低碳含量的同时添加不同量的氮元素，研究了氮元素的添加对材料组织和性能的影响。实验合金以工业纯铁、金属铬、电解镍、结晶硅、铝锭和氮化铬铁等为原料，采用ZG-25型真空感应电炉熔炼了4种合金，合金成分见下表。铸锭经切去冒口、车去表皮后改锻为Φ16mm的棒材，将棒材在箱式电阻炉中进行1000℃×1h油淬+620℃×2h的回火处理。表1实验用钢的化学成分（质量分数，%）：

试样CCrNiSiAlPSNFe

1#0.1016.481.221.160.960.0120.005-余量

2#0.0816.971.311.120.860.0130.0110.09余量

3#0.1116.231.301.860.120.0120.009-余量

4#0.0816.481.321.990.060.0130.0080.18余量

向高电阻率高导磁不锈钢中加入少量(≤0.18%)氮元素可显著增加组织中马氏体的含量，0.18%的氮使原单相铁素体组织变为铁素体＋马氏体双相组织。氮元素的添加可明显降低材料中析出相的数目，0.18%的氮已使材料中硬脆σ相消失。由于氮的固溶强化及降低σ相析出等作用，加氮后材料的强度和硬度明显提高，0.18%的氮使冲击韧性得到显著改善。