無(wú)錫不銹鋼板氮對(duì)高電阻率高導(dǎo)磁不銹鋼組織和性能的影響
時(shí)間：2019-06-13
作者：無(wú)錫不銹鋼板
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高電阻率高導(dǎo)磁無(wú)錫不銹鋼是應(yīng)用于某些特定場(chǎng)合下的新型無(wú)錫不銹鋼，具有較高的電阻率和磁導(dǎo)率，可降低在電磁場(chǎng)合下應(yīng)用時(shí)產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗，減少設(shè)備在電磁轉(zhuǎn)換時(shí)的發(fā)熱和能量損耗，提高設(shè)備的效率和穩(wěn)定性。
但其為提高材料的電阻率和磁導(dǎo)率而加入較多的鐵素體形成元素Al和Si，致使材料的室溫組織中高溫鐵素體的含量較多，從而導(dǎo)致材料的力學(xué)性能特別是強(qiáng)度和韌性較差。N是強(qiáng)烈的奧氏體形成元素，能顯著擴(kuò)大奧氏體相區(qū)，穩(wěn)定奧氏體組織。氮作為合金元素對(duì)無(wú)錫不銹鋼力學(xué)性能影響的報(bào)道很多，少量的氮元素可提高奧氏體穩(wěn)定性、平衡雙相鋼中相的比例，在不影響材料塑性和韌性的情況下提高鋼的強(qiáng)度。
但以前的研究主要是在奧氏體無(wú)錫不銹鋼中進(jìn)行，高電阻率、高導(dǎo)磁不銹鋼作為近幾年出現(xiàn)的新材料，氮對(duì)其組織和性能的影響規(guī)律尚未見(jiàn)報(bào)道，因此開(kāi)展這方面的研究對(duì)于提高特種不銹鋼的應(yīng)用范圍具有重要意義。本文在兩種高電阻率、高導(dǎo)磁不銹鋼的基礎(chǔ)上適當(dāng)降低碳含量的同時(shí)添加不同量的氮元素，研究了氮元素的添加對(duì)材料組織和性能的影響。
實(shí)驗(yàn)合金以工業(yè)純鐵、金屬鉻、電解鎳、結(jié)晶硅、鋁錠和氮化鉻鐵等為原料，采用ZG-25型真空感應(yīng)電爐熔煉了4種合金，合金成分見(jiàn)下表。鑄錠經(jīng)切去冒口、車去表皮后改鍛為Φ16mm的棒材，將棒材在箱式電阻爐中進(jìn)行1000℃×1h油淬+620℃×2h的回火處理。
表1 實(shí)驗(yàn)用鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）：
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試樣
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C
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Cr
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Ni
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Si
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Al
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P
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S
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N
|
Fe
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1#
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0.10
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16.48
|
1.22
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1.16
|
0.96
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0.012
|
0.005
|
-
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余量
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|
2#
|
0.08
|
16.97
|
1.31
|
1.12
|
0.86
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0.013
|
0.011
|
0.09
|
余量
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3#
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0.11
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16.23
|
1.30
|
1.86
|
0.12
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0.012
|
0.009
|
-
|
余量
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4#
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0.08
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16.48
|
1.32
|
1.99
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0.06
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0.013
|
0.008
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0.18
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余量
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向高電阻率高導(dǎo)磁無(wú)錫不銹鋼中加入少量(≤0.18%)氮元素可顯著增加組織中馬氏體的含量，0.18%的氮使原單相鐵素體組織變?yōu)殍F素體＋馬氏體雙相組織。氮元素的添加可明顯降低材料中析出相的數(shù)目，0.18%的氮已使材料中硬脆σ相消失。由于氮的固溶強(qiáng)化及降低σ相析出等作用，加氮后材料的強(qiáng)度和硬度明顯提高，0.18%的氮使沖擊韌性得到顯著改善。