氮的主要危害表现在:(1)由于Fe4N析出,导致精密无缝管的时效性;(2)降低钢的冷加工性能;(3)造成焊接热影响区脆化。
当钢中存在钒、铝、钛、铌等元素时与氮可形成稳定的氮化物,提高钢的强度,对钢性能有利。
在研究钢的脆性时发现,锰可降低钢的脆性敏感性,而氯却增加钢的脆性敏感性。采用不同方法所冶炼的钢的脆化敏感性增加的顺序为:用硅和铝镇静的平炉钢、用铝镇静的平炉钢和半镇静钢、吹氧的沸腾钢或半镇静钢。这表明了在钢中游离氮的重要性。
有关资料介绍,LD转炉钢的氮含量为0.003%~0.006%。电炉钢的氮含量为0.008%~0.0016%。氮在a-Fe中最高溶解度590℃时约为0.1%,室温下降到0.001%以下。当游离氮含量高的钢,从高温下较快冷却时,铁素体将会被饱和。若将此钢在室温下静置,随时间增加,氨将以Fe4N的形式析出,使钢的强度、硬度上升,塑性、韧性下降,即产生时效。
要降低钢的脆性转变温度,就要减小钢中氮含量和硅含量。要采用稳定氮化物元素的晶粒细化剂(Al、v、Ti),尤其是在非晶粒细化钢中,总的氨含量应以最低为佳。而在晶粒细化钢中氦含量应最大,以利于充分形成氮化物,使游离氮含量降下来。
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