高氮低镍奥氏体不锈钢的研究进展

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1、维普资讯http://www.cqvip.com·64·材料导报2005年12月第19卷第12期高氮低镍奥氏体不锈钢的研究进展崔大伟曲选辉李科(1北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083；2潍坊学院机电系，潍坊261061)摘要高氮低镍奥氏体不锈钢是一种以氮代镍来获得稳定奥氏体组织的新钢种，它不但可以提高不锈钢的综合性能、节约镍资源，而且可以解决含镍较高的不锈钢用于人体时造成的镍过敏问题，在生物医学领域应用潜力巨大。综述了高氮低镍奥氏体不锈钢的发展历史和现状、不锈钢中氮的作用及高氮钢的主要制备工艺。关键词高氮低镍奥氏体不锈钢进展R

2、esearchProgressinHigh--NitrogenLow。_NickelAusteniticStainlessSteelsCUIDawei，QUXuanhuiLIKe(1SchoolofMaterialsScienceandEngineering，BeijingUniversityofScienceandTechnology，Beijing100083；2DepartmentofMachinery，WeifangUniversity，Weifang261061)AbstractHigh-nitrogenlow-nickelau

3、steniticstainlesssteelsareanewtypeofstainlessst~lswhichcanac—quirethestableaustenitebyusingnitrogenelementasasubstitutefornickelelement．Theycannotonlyincreasethecomprehensivepropertiesofstainlesssteels，savenickelresources，butalsosolvetheproblemofnickelallergycausedbyhighe

4、rnickelcontainingstainlesssteelswhenappliedintothehumanbodyandwillleadtomanypotentialapplica—tionsinthebiomedicalfield．Thedevelopinghistoryandcurrentstatusofhigh—nitrogenlow-nickelausteniticstainlesssteels，thefunctionofnitrogeninstainlesssteelsandthemajorproductionprocess

5、ofhighnitrogenst~lsarereviewedinthispaper．Keywordshighnitrogen，lownickel，austeniticstainlesssteels，development体不锈钢的研究已成为材料科学与工程学科中一个十分活跃的0前言前沿领域_3“]。奥氏体不锈钢具有极好的抗腐蚀性和生物相容性，并且无1高氮低镍钢的发展历史和现状磁性，因而在许多行业中有着广泛的应用。现用的奥氏体不锈钢以镍铬不锈钢为主，钢中含有较高含量的镍(≥8wt)，但此一般认为基体组织为奥氏体且含氮量超过0．4wt，或基类钢

6、存在着一些明显的不足：①硬度偏低(HV2O0～25O)，耐磨体组织为铁素体且含氮量超过0．08wt的钢才可称为高氮性较差，限制了材料的使用范围。②当前大量应用于人体植入钢[5]。早在2O世纪-=十年代，由于战争导致镍的缺乏，激发体、牙齿矫形托槽和各种外科手术器械，然而许多实验和应用结人们开始研究使用氮取代部分镍来稳定奥氏体。在五六十年果表明[1]，奥氏体不锈钢中的镍会以离子形式被人体的汗水、唾代，用氮作为钢中合金元素的研究曾经有过一个热潮，出现了以液等体液浸出，并对部分人群产生人体过敏反应，导致肿胀、发Mn、N代Ni的代表性奥氏体不锈钢种

7、。但由于常压下氮在液红、瘙痒等多种并发症。统计发现欧洲大约有2O的年轻女性态铁中的溶解度很低，采用传统的常压冶炼和加工技术无法获和4的年轻男性对镍过敏，而且这种趋势正日益增长，从2O得所需的高氮含量，因此高氮不锈钢在很长时间内没有实现工世纪9O年代中期开始，许多欧洲国家(如德国、法国等)都已立业化生产和应用。随着合金加压冶炼与加工技术的发展以及有法限制使用含镍不锈钢作为植入体和各种与人体直接接触的器关氮合金化热力学知识的积累，2O世纪8O年代末高氮钢的研械。③从价格来看，镍作为一种贵重稀缺金属，提高了奥氏体不究热潮再次涌现，1988~20

8、04年，关于高氮钢的国际会议已召锈钢的成本，也限制了其应用。开了8次，2006年计划将在我国举行。先后有德国、奥地利、日氮是强烈的奥氏体形成和稳定化元素，在奥氏体不锈钢中本、瑞士、美国、保加利