不锈钢氮控制技术

不锈钢可划分为五种类型：铁素体、马氏体、奥氏体、双相（铁素体＋奥氏体）和沉淀硬化型。铁素体不锈钢由于具有良好的加工性而被广泛应用于厨房、家用电器、装饰、汽车领域；马氏体不锈钢通过热处理硬化主要应用于工具钢以及手术器械、刀片和餐具等领域；这两类不锈钢要求〔N〕含量控制得越低越好。目前，高纯度钢ω〔N〕已小于100×10-6。低控氮技术是铁素体和马氏体制造的关键技术。

　　奥氏体牌号很高，因含有镍会使不锈钢组织和性能产生显著变化，耐腐蚀性能提高，且加入钼元素后具有耐点蚀性，是目前不锈钢家族中用量最大的部分，可用于许多不同用途，从洗涤到化工领域的腐蚀环境、人体植入物等。双相不锈钢由于具有双相组织（铁素体＋奥氏体），钢的强度大约是奥氏体不锈钢的两倍，因此双相钢表现出良好的综合耐蚀性能，应力腐蚀断裂倾向非常低，被广泛应用于海上领域，如海水淡化、工业化储存等行业设备。这两类不锈钢要求控制氮合金化。

　　当今，世界不锈钢产量中铁素体不锈钢消费量为30～40%，奥氏体不锈钢消费量为49～59%；要求铁素体不锈钢中〔N〕含量越来越低，奥氏体不锈钢中〔N〕含量越来越高，因此，〔N〕的控制技术是不锈钢制造业所面临的难题。

　　铁素体不锈钢〔N〕的控制技术：铁素体不锈钢价格低且具有广泛的市场需求，因此如何降低〔N〕含量成为不锈钢制造工厂的专业核心技术。目前，采用非真空冶炼技术的工厂，核心技术是减少N2→2〔N〕反应，即减少增〔N〕的核心技术；而采用真空冶炼技术是促使钢水2〔N〕→N2反应进行，即促进脱〔N〕的核心技术。

　　奥氏体不锈钢〔N〕的控制技术：奥氏体不锈钢〔N〕的控制首先要选择最佳的工艺制造流程。在常压条件下，非控氮型、控氮型、中氮型不锈钢已实现工业化生产，高氮型控制技术在国内只有一家掌握应用。其次，要把握各个环节〔N〕的控制技术或工艺参数，因为〔N〕的固溶速度、固溶量与钢水的温度、时间、钢水搅拌强度、钢水搅拌介质等相关。

　　通过对不锈钢各种控氮工艺特点及控制过程的分析可以得出如下结论：

　　（1）非真空条件生产制造超低〔N〕铁素体不锈钢的主要技术是减弱电弧熔炼时对N2的离解，减轻精炼的剧烈搅拌，减少钢水与空气中的N2接触时间。

　　（2）真空条件下生产制造超低〔N〕铁素体不锈钢的主要技术是控制合金加入过程中〔N〕增加，真空下脱〔C〕时再降低部分〔N〕含量。

　　（3）控氮型、中氮型奥氏体不锈钢在常压条件下的增〔N〕技术是主要控制精炼时N2的流量及吹入时间。高氮型不锈钢不仅用N2进行合金化，还应增加另一种精炼手段即LF炉部分氮合金化进行增〔N〕。

　　（4）高氮型奥氏体不锈钢控〔N〕技术的开发填补了国内空白。高氮型奥氏体不锈钢是节约资源可持续发展的典型钢材代表。