氮對高電阻率高導(dǎo)磁不銹鋼組織和性能的影響

高電阻率高導(dǎo)磁不銹鋼是應(yīng)用于某些特定場合下的新型不銹鋼，具有較高的電阻率和磁導(dǎo)率，可降低在電磁場合下應(yīng)用時(shí)產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗，減少設(shè)備在電磁轉(zhuǎn)換時(shí)的發(fā)熱和能量損耗，提高設(shè)備的效率和穩(wěn)定性。但其為提高材料的電阻率和磁導(dǎo)率而加入較多的鐵素體形成元素Al和Si，致使材料的室溫組織中高溫鐵素體的含量較多，從而導(dǎo)致材料的力學(xué)性能特別是強(qiáng)度和韌性較差。N是強(qiáng)烈的奧氏體形成元素，能顯著擴(kuò)大奧氏體相區(qū)，穩(wěn)定奧氏體組織。氮作為合金元素對不銹鋼力學(xué)性能影響的報(bào)道很多，少量的氮元素可提高奧氏體穩(wěn)定性、平衡雙相鋼中相的比例，在不影響材料塑性和韌性的情況下提高鋼的強(qiáng)度。但以前的研究主要是在奧氏體不銹鋼中進(jìn)行，高電阻率、高導(dǎo)磁不銹鋼作為近幾年出現(xiàn)的新材料，氮對其組織和性能的影響規(guī)律尚未見報(bào)道，因此開展這方面的研究對于提高特種不銹鋼的應(yīng)用范圍具有重要意義。本文在兩種高電阻率、高導(dǎo)磁不銹鋼的基礎(chǔ)上適當(dāng)降低碳含量的同時(shí)添加不同量的氮元素，研究了氮元素的添加對材料組織和性能的影響。實(shí)驗(yàn)合金以工業(yè)純鐵、金屬鉻、電解鎳、結(jié)晶硅、鋁錠和氮化鉻鐵等為原料，采用ZG-25型真空感應(yīng)電爐熔煉了4種合金，合金成分見下表。鑄錠經(jīng)切去冒口、車去表皮后改鍛為Φ16mm的棒材，將棒材在箱式電阻爐中進(jìn)行1000℃×1h油淬+620℃×2h的回火處理。表1實(shí)驗(yàn)用鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）：

試樣CCrNiSiAlPSNFe

1#0.1016.481.221.160.960.0120.005-余量

2#0.0816.971.311.120.860.0130.0110.09余量

3#0.1116.231.301.860.120.0120.009-余量

4#0.0816.481.321.990.060.0130.0080.18余量

向高電阻率高導(dǎo)磁不銹鋼中加入少量(≤0.18%)氮元素可顯著增加組織中馬氏體的含量，0.18%的氮使原單相鐵素體組織變?yōu)殍F素體＋馬氏體雙相組織。氮元素的添加可明顯降低材料中析出相的數(shù)目，0.18%的氮已使材料中硬脆σ相消失。由于氮的固溶強(qiáng)化及降低σ相析出等作用，加氮后材料的強(qiáng)度和硬度明顯提高，0.18%的氮使沖擊韌性得到顯著改善。