N对新型节Ni奥氏体不锈钢力学性能影响机理研究

摘要

以022Cr17Ni12Mo2奥氏体不锈钢为研究对象,通过添加氮化铬合金的方式向钢中增N,研究以N代Ni对节Ni型奥氏体不锈钢组织和力学性能的影响。实验室条件下采用真空感应电弧炉冶炼N含量0.3%、Ni含量5.0%~11.0%的节Ni型试验钢。采用金相显微镜观察试验钢显微组织,使用洛氏硬度计和电子万能拉伸试验机进行力学性能测试,并对拉伸断口形貌进行扫描电镜分析。实验结果显示,增N降Ni后试验钢的显微组织仍为单一奥氏体组织;Ni含量由10.972%降至为4.828%、N含量由0增至0.30%时,试验钢的洛氏硬度由60.80增至65.12、抗拉强度由698.35 MPa提高至855.85 MPa,延伸率由35.95%增加至41.55%。通过第一性原理计算N、Ni对奥氏体钢力学性能的影响,结果表明,N对体系韧性的提高作用明显优于Ni。