第8期 房菲等：合金元素及凝固模式对含氨不锈钢氨含量的影响 ·1055· 1600 a 1600 间 1400 L+δ 1400L+6 I+y+8 L+Y 1200 Y46 1200 Y46 1000 1000 4MSMC Y+Cr.N 6+4M,C Y+M,C L+Y+Cr,N 800 Y+Cr,N+M-C. 8004o+M。S Y+Cr,N+M..C. Cr,N+G+MC+Y 600 Cr,N+G+MC.+Y Cr,N+G+M,C+a+Y 600 Cr,N+G+M.C.+C Cr.N+G+M C +0+Y 40 Cr.N+G+MaC+0 00.10.20.30.40.50.60.70.8 4006 0.1020304050.6070.8 19N] [%NI 1600 L 14001+8 L+y48 L+Y 1200 48 1000 一+Gr,N 800 Y+G+M.C Y+Cr.N+M.C. Cr,N+G+MC.+Y 600 CrN+G+M+ Cr.N+6+M C+0+7 0.10.20.30.4050.60.70.8 I%N门 图2Fe-N伪二元平衡相图.(a)Fel8Crl2Mn系：(b)Fel8Crl5Mn系：(c)Fel8Crl8Mn系 Fig.2 Fe-N pseudo binary phase diagram:(a)Fel8Cr12Mn system:(b)Fel8Crl5Mn system:(c)Fel8Cr18Mn system 烈形成并稳定铁素体的元素，随着Cr含量的增加， 0.6 钢液在凝固过程中形成铁素体的倾向增加.氮在铁 0.4 实验点拟合结果 素体中的固溶度非常小，在室温下仅为0.00026%， 0.2 0·式2扑算结果 远小于在奥氏体中的固溶度.铁素体相的结晶凝固 =-0.047 0 使铸锭固溶氮能力减小，氮气溢出量增加.因此可 02 以看出，Cr元素在钢液中和凝固时以及铸锭中对氮 0 含量的影响作用相反，即如图3所示，铸锭中氮含量 0.4 、E9=-0.01H 与钢液中的变化趋势明显不同.由此可见，采用钢 0.6 入2=-0.046 液中氮溶解度预测公式直接预测铸锭中氮含量，往 5 101520253035404550 r 往存在一定的偏差. 一般来说，奥氏体不锈钢不同凝固模式将产生 图3Gr元素含量与g[%刈的关系 不同的凝固组织.根据实际凝固后奥氏体不锈钢中 Fig.3 Relationship between Cr content and Ig [%N] 奥氏体或铁素体的存在形态，可将其凝固组织分为 织组成，凝固模式为F模式：Cr质量分数为16.5% 完全奥氏体、胞状奥氏体、魏氏奥氏体、枝晶状铁素 和19%的B3和B4试样由块状铁素体初晶相及其 体、板条状铁素体、带状组织以及共晶组织等，且可 周围包晶反应生成的奥氏体组成，凝固模式为FA 根据凝固组织形貌判断凝固模式.图4为B组试样 模式：Cr质量分数为23%和27.5%的B5和B6试 凝固后铸态金相组织.由图可知：C质量分数为 样由初晶品奥氏体基体及晶间铁素体组成，凝固模式 10%和13%的B1和B2试样由铁素体基体及在凝 为AF模式：Cr质量分数为33%和46.5%的B7和 固之后的冷却过程中转变得到的针状奥氏体魏氏组 B8试样由奥氏体基体及其上分布的铁素体组成，对第 8 期 房 菲等: 合金元素及凝固模式对含氮不锈钢氮含量的影响 图 2 Fe--N 伪二元平衡相图． ( a) Fe18Cr12Mn 系; ( b) Fe18Cr15Mn 系; ( c) Fe18Cr18Mn 系 Fig． 2 Fe-N pseudo binary phase diagram: ( a) Fe18Cr12Mn system; ( b) Fe18Cr15Mn system; ( c) Fe18Cr18Mn system 烈形成并稳定铁素体的元素，随着 Cr 含量的增加， 钢液在凝固过程中形成铁素体的倾向增加． 氮在铁 素体中的固溶度非常小，在室温下仅为 0. 00026% ， 远小于在奥氏体中的固溶度． 铁素体相的结晶凝固 使铸锭固溶氮能力减小，氮气溢出量增加． 因此可 以看出，Cr 元素在钢液中和凝固时以及铸锭中对氮 含量的影响作用相反，即如图 3 所示，铸锭中氮含量 与钢液中的变化趋势明显不同． 由此可见，采用钢 液中氮溶解度预测公式直接预测铸锭中氮含量，往 往存在一定的偏差． 一般来说，奥氏体不锈钢不同凝固模式将产生 不同的凝固组织． 根据实际凝固后奥氏体不锈钢中 奥氏体或铁素体的存在形态，可将其凝固组织分为 完全奥氏体、胞状奥氏体、魏氏奥氏体、枝晶状铁素 体、板条状铁素体、带状组织以及共晶组织等，且可 根据凝固组织形貌判断凝固模式． 图 4 为 B 组试样 凝固后铸态金相组织． 由图可知: Cr 质量分数为 10% 和 13% 的 B1 和 B2 试样由铁素体基体及在凝 固之后的冷却过程中转变得到的针状奥氏体魏氏组 图 3 Cr 元素含量与 lg［% N］的关系 Fig． 3 Ｒelationship between Cr content and lg［% N］ 织组成，凝固模式为 F 模式; Cr 质量分数为 16. 5% 和 19% 的 B3 和 B4 试样由块状铁素体初晶相及其 周围包晶反应生成的奥氏体组成，凝固模式为 FA 模式; Cr 质量分数为 23% 和 27. 5% 的 B5 和 B6 试 样由初晶奥氏体基体及晶间铁素体组成，凝固模式 为 AF 模式; Cr 质量分数为 33% 和 46. 5% 的 B7 和 B8 试样由奥氏体基体及其上分布的铁素体组成，对 · 5501 ·