氮对提高不锈钢耐蚀性的作用

在不锈钢的早期开发过程中，氮可能是一种无意的合金元素。然而，AOD（氩氧脱碳）和 VOD（真空氧脱碳）等现代炼钢工艺的出现使得其水平得以小心控制。

大约在开发这些炼钢工艺的同时，人们知道氮与铬和钼一起可提高耐点蚀性。抗点蚀当量数 (PREN) 是一种有用的理论方法，可以根据化学成分来比较各种金属的抗点蚀性。

*为接受的 PREN 公式版本使用铬、钼和氮的含量为 PREN = %Cr + 3.3x %Mo + 16x %N。PREN 数字可用于比较不同等级，但不能安全地用于预测特定应用中等级的绝对性能。由于大多数产品规格允许使用一系列成分，因此某些最终用户还会最小PREN值以确保足够的耐腐蚀性能。鉴于氮含量的影响乘以16倍，那么它具有重要的贡献。

氮的确切作用仍有待充分了解。据认为，它的存在提高了不锈钢的表面钝化水平，也提高了点腐蚀开始后的再钝化率。

氮也被认为是一种奥氏体稳定剂，因此作为镍的低成本替代品，它本身就是一种有吸引力的元素。氮在钢中的溶解度是有限的，因此很难*替代镍或其他元素，尽管氮的溶解度极限随着锰的加入而提高。

含氮合金

在双相不锈钢和超级双相不锈钢中增加了氮含量，这意味着它们可以以具有成本效益的方式分别达到 >34 和 >40 的 PREN 值。双相钢 2205（合金 2205、SAF 2205、1.4462、F51/F60、S31803/S32205）通常含有高达 0.2% 的氮。Ferralium 255（DIN 1.4507、S32550）、S32750（F53、DIN 1.4410、SAF2507）和S32760（F55、DIN 1.4501）的超级双相钢都含有高达0.3%的氮。

Nitronic® 系列合金，尤其是Nitronic 50（XM-19、UNS S20190、DIN 1.3964）也使用增加的氮添加量来实现 PREN >34。该等级可能含有高达 0.4% 的氮。

最近，对生产超高氮钢进行了研究，旨在以较低的成本生产用于医疗应用的高强度和高耐腐蚀等级，去除可能对某些人造成问题的镍含量。