高氮無錫不銹鋼生產工藝比較

高氮鋼為含氮量超過在常規條件下鋼中所能達到的極限氮含量的鋼。根據氮的加入量不同，大致進行了以下分類，即含氮>1%的為超高氮鋼，含氮0.3～0.5%的為高氮鋼，在此范圍以下的為含氮鋼。氮在無錫不銹鋼中的作用主要體現在對無錫不銹鋼基體組織、力學性能和耐蝕性能三方面的影響。研究表明，氮是一種非常強烈地形成并穩定奧氏體且擴大奧氏體相區的元素，在無錫不銹鋼中可代替部分鎳，降低鋼中的鐵素體含量，使奧氏體更穩定，防止有害金屬間相的析出，甚至在冷加工條件下可避免出現馬氏體轉變。

　　高氮無錫不銹鋼的冶煉主要面臨兩個問題，即如何在熔化狀態獲得高含量氮以及怎樣保證在凝固過程中使氮處于溶解狀態。為獲得高含氮量，所采取的主要措施有：設計合理的合金成分;采取合適的工藝路線;選擇適當的氮載體。研究表明，Cr、Mn、Mo、V、Nb等元素促進氮溶解，Ni、Cu、Si、C等元素降低氮溶解。但是，通過調整合金成分對氮溶解度的影響畢竟有限，目前，具有工業化前景的途徑主要還是采取合適的工藝路線以及選擇適當的氮載體。

　　采用大氣熔煉工藝時，由于大氣壓下氮的溶解度就是鋼中氮的最高含量，即使將氮添加至溶解度，但隨著凝固的進行溶解度會下降，就會發生氣孔缺陷，導致不合格。因此，自1988年以來，高壓冶煉及高氮鋼受到國際上冶金及材料研究的高度重視。德國、保加利亞、烏克蘭、奧地利和日本等國均研制出了各自的加壓冶煉設備，極大地推動了高氮鋼加壓冶煉技術的發展。目前一些國家的大型煉鋼廠已經具備在高于6MPa的氮氣壓力下大量熔煉和澆注高氮鋼的能力，鋼中的氮含量甚至高達1%。

　　作為在大氣壓下添加氮使無錫不銹鋼中的氮含量達到溶解度以上的方法，加壓氮氣氣氛下進行熔煉和澆鑄的生產工藝是必不可少的。目前已開發的加壓熔煉技術主要有加壓感應熔煉法(PIM)、加壓等離子熔煉法(PARP)、加壓電渣重熔法(PESR)、加壓電弧渣重熔法(ASRP)、大熔池法(BSB)和熱等靜壓熔煉法(HIP)等。下表給出了高氮無錫不銹鋼各種加壓冶煉工藝技術的粗略對比。其中，加壓等離子熔煉法、加壓電渣重熔法和加壓電弧渣重熔法是最常見的加壓熔煉技術。

　　加壓冶煉是冶金工藝的一個新突破，高氮鋼是材料研究的一個新領域。高氮無錫不銹鋼不僅具有原來的無錫不銹鋼所有的性能，而且因為氮的加入，其在力學性能、耐蝕性能、以及綜合性能等方面有更優良的表現。因此，高氮鋼廣泛應用于能源生產、交通、造紙、石油、化工等領域。