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氮对钢管性能的影响

日期:2020-01-09

在一般情况下,氮的主要危害如下:

(1)Fe4N的析出导致钢的时效。

(2)降低钢的冷加工性能;

(3)热影响区的脆性。

当钢中存在钒,铝,钛,铌等元素时,可以用氮形成稳定的氮化物,并且可以提高钢的强度,这有利于钢的性能。

氮对钢管性能的影响

在研究钢管的脆性时,发现锰可以降低钢的脆性敏感性,而氯可以增加钢的脆性敏感性。通过不同方法生产的钢的脆性敏感性增加的顺序如下:硅和铝镇静的高炉钢,铝镇静的高炉钢和半镇静钢,氧吹沸腾钢或半镇静钢。这表明了钢中游离氮的重要性。

根据有关资料,LD转炉钢的氮含量为0.003%〜0.006%。EAF钢的氮含量为0.008%至0.0016%。氮在a-Fe中的最高溶解度在590℃时约为0.1%,在室温下降至0.001%以下。当自由氮含量高的钢从高温中更快地冷却时,铁素体将饱和。如果钢在室温下静止,氨将随着时间的增加而以Fe4N的形式沉淀,这将增加钢的强度和硬度,并降低可塑性和韧性,即时效。

为了降低钢的脆性转变温度,必须降低钢中的氮和硅含量。为了使用晶粒细化剂(Al,V,Ti)来稳定氮化物元素,特别是在非晶粒细化钢中,总氨含量应最低。在晶粒细化钢中,氦含量应最大,这有利于氮化物的形成和游离氮含量的降低。

对于高碳钢,钒是一种可以细化和增强钢晶粒度的元素。当通过控制轧制得到的游离氮含量为0.008%时,脆性转变温度FATT为-5℃。归一化处理后,游离氮的含量为0.002%,脆性转变温度为-45℃。