高压-底吹氮法高氮钢精炼因素分析

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高氮钢精炼技术已在世界上一些国家大力发展应用。精炼过程中，利用高压气氛和底吹氮气提高高氮钢中氮的含量，是制造高氮钢的可行方法。向钢中增加氮的方法主要分为两类，固态氮化法和熔炼增氮(液态氮化)法。目前高压-底吹氮气的技术尚处于实验研究阶段。

钢液中含氮量随氮气压力的提高而提高，但实际生产中能否达到要求的含氮量，还与动力学因素密切相关。高的氮气压力使氮难于从液面逸出，搅拌却使氮和熔融金属在整个钢水中混合均匀，大大减小氮原子的扩散距离。因此熔融钢液中氮的浓度取决于大量的热力学和动力学因素，而最重要的因素是在熔炼过程中氮的加压溶解和熔融金属的强烈搅拌。

热力学分析结果表明，影响高氮钢钢中氮含量的主要因素是压力、温度和合金元素(Cr和Mn)，其中压力对高氮钢氮含量的影响最大，合金次之，温度的影响最小。在0.5MPa<P<2.0MPa压力范围内，钢中氮含量随着压力的升高而增大；当17%<w([Cr])<20%、17.1%<w([Mn])<20.1%时，钢中氮含量随着Cr、Mn含量增加而上升；在1860K<T<1950K温度范围内，钢中氮含量随着温度的升高而降低。

高氮钢以奥氏体不锈钢为主，其氮的质量分数一般大于0.4%，最高可超过1.0%。当氮的压力超过25MPa时，316L钢的氮的质量分数可超过1.0%。提高氮分压可以显著提高316L、0Cr18Mn13Ni3N和Cr18Mn18N三种奥氏体不锈钢的氮的溶解度。