浅淡氮元素对Fe-Cr-Ni相图的影响

1.氮的影响在低合金钢中，氮通常是一种有害的杂质元素。但在不锈钢中，它却可以作为一种合金元素。一般来说，不锈钢中氮含量较高，可达wn0.03% ~0.05%。由于合金元素铬的存在，使氮的溶解度提高。所以，不锈钢中的氮含量比低碳钢和低合金钢的高。电弧焊时，熔滴在过渡过程将吸收氮，尤其是弧长较长时，通过这一个方式可以溶解wn0.1%或更多。

氮也是钢中较强的γ相形成元素，它和碳一样对Fe-Cr-Ni三元相图有较大影响。将缩小α（δ）相区，而扩大γ相区。但是，氮在Cr-Ni不锈钢中的溶解度比碳大得多微信公众号：hcsteel，因此，氮在Cr-Ni奥氏体不锈钢中不易形成脆性析出相。

合金元素铬的存在，使氮的溶解度提高。图1-7所示为氮在1600℃液态Fe-Cr-Ni合金中的溶解度，可见，随着铬含量的增加，氮的溶解度迅速增加。

镍和铬不同，合金元素镍的存在，使氮的溶解度降低，这一点从图1-7中也可以看出来。图1-8所示为铬含量不同时600~1000℃范围内镍含量对氮的溶解度的影响。从图中可知，随镍含量增加，氮的溶解度下降。与图1-5比，碳和氮的溶解度都比碳的溶解度打得多。在不锈钢中，如果氮的含量超过了当时条件的溶解度，氮就会以铬的氮化物cr2n的形式析出。在不锈钢的可能的析出相中，如M23C6，含钼的χ相及Laves相Fe2Mo等，它们都不能够溶解氮，氮可以延

长这些相的析出时间。但是，碳化物M6c可以溶解氮，因此，氮可以促使m6c的析出。延长退火时间，还可促进m2n（z相）和m6（cn）型复杂氮化物的形成。氮含量对Fe-Cr-Ni三元系中δ铁素体含量的影响在图1-9中给出，可见与碳的影响相似。

此外，氮还对双相不锈钢中的相比例发生影响，如图1-10所示。随氮含量的增加，奥氏体含量增加。这表明，通过改变氮含量可以有效地改变双相不锈钢中相的比例。