镍过敏的危害与无镍高氮奥氏体不锈钢(二)

摘要

无镍高氮奥氏体不锈钢具有较高的力学性能、耐腐蚀性能和良好的生物相容性。在室温固溶态其抗拉强度和屈服强度显著提高,可达到传统AISI 2 0 0和3 0 0系列奥氐体不锈钢的2~4倍,且韧塑性仍可保持在较高的水平。由于无镍高氮奥氐体不锈钢的K y系数提高,晶粒尺寸的作用增大,使得其强度大大提高。同时因其形变的过程中不易诱发马氏体,更有利于保证材料的无磁性。由于高氮钢具有较高的力学和耐腐蚀性能,且具有价格便宜的优势,目前已开始替代含镍不绣钢应用于高强度建筑钢筋、矿山耐磨蚀设备、高强度紧固件以及防弹装甲等领域,而无镍高氮奥氏体不绣钢则被应用于使用条件更为严苛的医疗器械、生物金属材料制品以及手表、首饰和配饰等与人体皮肤长期直接接触的可穿戴产品领域。制造无镍不锈钢首先需要研究和选择替代镍的奧氏体稳定化元素。可以用来替代镍的有碳、钴、锰和氮等元素。由于碳对不锈钢的敏化及晶间腐蚀作用、钴可能造成人体过敏的风险、锰含量过高会影响奥氐体的稳定,它们都不适合作为主要的代镍元素。而不锈钢中加入氮会抑制钢中铁素体相形成,显著降低铁素体的含量,使奥氏体相更加稳定,甚至能在剧烈的冷加工硬化条件下避免产生应力诱发马氏体转变。特別是与铬、锰等元素适度配合时3氮是最合适替代镍的奥氏体稳定化元素。