氮合金化对不锈钢管强度的影响

采用GB/T228-2002试验标准，对热轧变形后的试验不锈钢管进行室温拉伸试验，与固溶态相比，热轧后的试验钢屈服和抗拉强度都有较大的提高：屈服强度提高了200MPa以上，最小为760MPa，最大为898MPa；抗拉强度提高了100MPa以上，最小为1035MPa，最大为1150MPa。在同一温度下，屈服与抗拉强度在变形量为40%的时候最小，在60%变形量后的不锈钢管强度达到最大。

不锈钢管强度的提高一方面是由于变形带来的加工硬化。另一方面是晶界强化。热轧变形后，再结晶的发生使得晶粒细化，使晶界增加。晶界的主要作用是阻塞位错运动，晶粒越细，晶界越多，阻塞位错滑移的作用也越大，结果使金属材料的屈服强度升高。由氮引起的晶界强化可能是晶粒细化的作用，也可能是由于晶界上的氮化物析出对晶界的钉扎作用。这种强化可以用Hall-petch公式计算。

另一方面，奥氏体不锈钢管中氮的加入，引起强烈的间隙固溶强化作用，使其拉伸强度显著增加。和常规奥氏体不锈钢316L相比，氮合金化奥氏体不锈钢管屈服强度达到898Mpa，最小值为760Mpa，而316L的屈服强度约为210Mpa，前者是后者的3-4倍。