一直以來人們就知道奧氏體生成元素氮不僅通過固溶強(qiáng)化能使不銹鋼的強(qiáng)度提高，而且能作為改善耐蝕性的元素來代替高價Ni，因此氮一直被用于改善強(qiáng)度和耐蝕性。對于SUS316L（Fe-25Ni-23Cr-6Mo-0.2N）所代表的耐海水用超級奧氏體系不銹鋼，為了提高其耐蝕性而多量添加鐵素體生成元素Cr及Mo；與此同時，為了穩(wěn)定奧氏體而多量添加Ni，故這是一種高價的不銹鋼。
日本大同特殊鋼公司以SUS316為基礎(chǔ)，開發(fā)了旨在實現(xiàn)高氮化的DSN9（Fe-23Cr-10Ni-6Mn-2Mo-0.5N，mass%）。鋼種開發(fā)人員以添加高量的氮代替Ni來改善強(qiáng)度和耐蝕性，從而以低成本開發(fā)成功了DSN9，其耐蝕性可與SUS836L媲美。另外，該鋼從室溫至高溫的強(qiáng)度高，高溫下的相穩(wěn)定性也優(yōu)良，并且具有與耐熱不銹鋼SUS310S同等的抗氧化性。而且，DSN9冷變形性能也優(yōu)良，是一種不僅適用于耐蝕用途而且也適用于耐熱用途的優(yōu)秀高氮奧氏體系不銹鋼。
DSN9的化學(xué)成份見下表。為了多量添加N，有必要提高鋼水中的N和凝固后的奧氏體相的氮固溶極限值。而且為了在澆鑄時不產(chǎn)生氮氣孔，凝固時的奧氏體相的氮溶解度必須比鋼水中的氮含量還要大。為此，DSN9以SUS316為基礎(chǔ)添加了Mn6%，并將Cr含量提高到了23%。另外，即使將Ni含量降低到10%，也能通過添加0.5mass%的氮保持穩(wěn)定的奧氏體相。
表1 DSN9的化學(xué)成份（mass%）
C | Mn | Ni | Cr | Mo | N | Fe |
0.02 | 6.0 | 10.0 | 23.0 | 2.0 | 0.5 | 余量 |
經(jīng)1373K×0.5hr/WC固溶處理的DSN9的室溫抗拉性能見下表。其0.2%屈服強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度均比SUS316高得多，抗拉強(qiáng)度及延性也比高強(qiáng)度雙相不銹鋼SUS329J1好得多。
表2 經(jīng)1373K下固溶處理的DSN9的室溫抗拉性能
鋼 | 0.2%屈服應(yīng)力 （MPa） | 極限抗拉強(qiáng)度 （MPa） | 延伸率 （%） | 斷面收縮率 （%） |
DSN9 | 431 | 836 | 55 | 72 |
SUS316 | 243 | 591 | 58 | 74 |
SUS329J1 | 490 | 670 | 36 | 61 |
DSN9的冷加工變形量可達(dá)到80%；冷加工后也能得到比SUS304高的抗拉強(qiáng)度，通過80%的冷加工變形量，抗拉強(qiáng)度可達(dá)到1700MPa，延伸率達(dá)到與SUS304同等水平，具有優(yōu)良的冷變形性能。即使進(jìn)行強(qiáng)加工，DSN9由于其保持非磁性所以導(dǎo)磁率無變化，能保持穩(wěn)定的奧氏體相。
所開發(fā)的奧氏體高氮不銹鋼DSN9（Fe-23Cr-10Ni-6Mn-2Mo-0.5N）可以通過常規(guī)的AF-AOD工藝熔煉。對比分析表明，DSN9室溫時的抗拉強(qiáng)度高于雙相不銹鋼SUS329JIL；高溫下的抗拉強(qiáng)度也高于耐熱鋼SUS310S；873K下的蠕變斷裂強(qiáng)度接近于耐熱鋼SUH660；其耐蝕性優(yōu)于雙相不銹鋼SUS329JIL，接近于奧氏體超級不銹鋼SUS836L。而且，DSN9具有相當(dāng)于SUS310S的極佳高溫抗氧化性能。此外，該鋼還顯示出足夠的冷加工性。因此，DSN9作為耐蝕和耐熱鋼具有極大潛力。
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