질소가 316LN 스테인리스 강에 어떤 영향을 미칩니 까?

316LN은 질소 첨가 버전입니다. 316L 강철 (0.06 % ~ 0.08 %) 316L과 동일한 특성을 가지도록 고속 증식로 (FBRS)의 고온 구조 부품 제조에 사용되었습니다. 탄소 함량을 줄이면 후속 부식 환경에서 용접으로 인한 응력 부식 균열에 대한 민감성이 크게 감소합니다. 크리프, 낮은 사이클 피로 및 크리프-피로 상호 작용은 FBRS 구성 요소에서 가장 중요한 고려 사항입니다. 고온 강도 316L 스테인레스 스틸 316 % ~ 0.06 % N을 합금하여 0.08 스테인리스 강으로 개선 할 수 있습니다. 0.08 % 이상의 질소 함량이 고온에서 316L 스테인리스 강의 기계적 특성에 미치는 영향은이 논문에서 논의 될 것입니다.

 

316LN 스테인레스 스틸의 화학 성분

노	N	C	Mn	Cr	Mo	Ni	Si	S	P	Fe
표준 시편	0.06-0.22	0.02-0.03	1.6-2.0	17-18	2.3-2.5	12.0-12.5	≤ 0.5	≤ 0.01	≤ 0.03	-
1	0.07	0.027	1,7	17.53	2.49	12.2	0.22	0.0055	0.013	-
2	0.11	0.033	1.78	17.63	2.51	12.27	0.21	0.0055	0.015	-
3	0.14	0.025	1.74	17.57	2.53	12.15	0.20	0.0041	0.017	-
4	0.22	0.028	1.70	17.57	2.54	12.36	0.20	0.0055	0.018	-

질소 함량이 316 %, 0.07 %, 0.11 % 및 0.14 %이고 탄소 함량이 0.22 % 인 0.03LN 스테인리스 강 316 개 배치를 테스트하여 인장, 크리프, 저주기 피로 및 크리프에 대한 질소의 영향을 연구했습니다. -XNUMXLN 스테인레스 스틸의 피로 특성. 이 실험의 목적은 최적의 질소 함량을 찾아 인장, 크리프 및 저주기 피로 특성의 최상의 조합을 얻는 것입니다. 실험 결과는 질소가 오스테 나이트 계 스테인리스 강의 인장 강도, 크리프 및 피로 강도를 향상시킬 수 있음을 보여줍니다. 강도가 증가하는 이유에는 용액 향상, 적층 결함 에너지 (SFE) 감소, 석출 경화, 복합 재료 (간질 용질) 형성, 원자 분리 및 정렬 된 경화가 포함됩니다. 전자 교환 특성이 다르기 때문에 오스테 나이트 계 스테인리스 강의 용존 질소는 탄소보다 팽창 부피가 더 큽니다.

질소와 전위 사이의 탄성 상호 작용 외에도 정전기 간질 전위 상호 작용도 강도에 영향을 미칩니다. 전위 핵은 자유 전자가 부족하여 양전하를 띠는 것이 특징입니다. 오스테 나이트 계 스테인리스 강의 질소 원자는 질소 원자 근처의 자유 전자의 위치와 전위와 질소 원자 사이의 정전기 상호 작용으로 인해 음전하를 띠고 있습니다.

질소 원자와 전위 사이의 효과적인 결합 에너지는 오스테 나이트 계 강의 질소 함량이 증가함에 따라 증가하지만 탄소에 대한 상관 관계는 분명하지 않습니다. 오스테 나이트 계 강에서 간질 질소는 치환기 원소와 상호 작용하여 간질 치환기 원자 조성을 형성하는 경향이 있습니다. 이 화합물은 Mn, Cr, Ti 및 V와 같은 주기율표에서 Fe의 왼쪽에있는 원소에 쉽게 결합합니다. 원 자간 결합의 특성 (즉, 배향 대 비 배향)과 인접 물질의 근접성 간에는 강한 상관 관계가 있습니다. 다 성분 합금 시스템의 원자. 금속 원자 간의 결합은 서로 다른 원소의 원자 결합 인 단거리 정렬을 용이하게합니다. 원 자간 분극은 동일한 원소의 원자 사이의 결합 인 공유 전자의 교환을 촉진합니다. 탄소는 철 기반 고용체에서 치환 원자의 응집을 촉진하고 질소는 단거리 주문을 촉진합니다.

일반적으로 항복 강도 (YS)와 극한 인장 강도 (UTS)는 316L 스테인리스 스틸은 0.07 % ~ 0.22 % 질소의 합금으로 크게 개선되었습니다. 300 ~ 1123K의 온도 범위에서 모든 테스트에서 강도의 증가가 관찰되었습니다. 제한된 온도 범위 내에서 동적 변형 노화가 관찰되었습니다. 동적 변형 노화 (DSA)의 온도 범위는 질소 함량이 증가함에 따라 감소합니다.