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氮對鋼管性能影響

在一般條件下,氮主要危害表現(xiàn)在:

(1)由于Fe4N析出,導(dǎo)致鋼材的時(shí)效性;

(2)降低鋼的冷加工性能;

(3)造成焊接熱影響區(qū)脆化。

當(dāng)鋼中存在釩、鋁、鈦、鈮等元素時(shí)與氮可形成穩(wěn)定的氮化物,提高鋼的強(qiáng)度,對鋼性能有利。

在研究鋼的脆性時(shí)發(fā)現(xiàn),錳可降低鋼的脆性敏感性,而氯卻增加鋼的脆性敏感性。采用不同方法所冶煉的鋼的脆化敏感性增加的順序?yàn)椋河霉韬弯X鎮(zhèn)靜的平爐鋼、用鋁鎮(zhèn)靜的平爐鋼和半鎮(zhèn)靜鋼、吹氧的沸騰鋼或半鎮(zhèn)靜鋼。這表明了在鋼中游離氮的重要性。

有關(guān)資料介紹,LD轉(zhuǎn)爐鋼的氮含量為0.003%~0.006%。電爐鋼的氮含量為0.008%~0.0016%。氮在a-Fe中最高溶解度590℃時(shí)約為0.1%,室溫下降到0.001%以下。當(dāng)游離氮含量高的鋼,從高溫下較快冷卻時(shí),鐵素體將會被飽和。若將此鋼在室溫下靜置,隨時(shí)間增加,氨將以Fe4N的形式析出,使鋼的強(qiáng)度、硬度上升,塑性、韌性下降,即產(chǎn)生時(shí)效。

要降低鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度,就要減小鋼中氮含量和硅含量。要采用穩(wěn)定氮化物元素的晶粒細(xì)化劑(Al、v、Ti),尤其是在非晶粒細(xì)化鋼中,總的氨含量應(yīng)以最低為佳。而在晶粒細(xì)化鋼中氦含量應(yīng)最大,以利于充分形成氮化物,使游離氮含量降下來。

對于高碳鋼,釩是能夠使鋼晶粒細(xì)化和彌散強(qiáng)化的元素。通過控制軋制,當(dāng)游離氮古量為0.008%時(shí),其脆性轉(zhuǎn)變溫度FATT為-5℃。而通過?;幚恚杂傻繛?.002%,其脆性轉(zhuǎn)變溫度為-45℃。


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