氮元素在生物作用中的重要性

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：大部分奥氏体气阀钢均含有氮，其含量远高于其他高合金钢。氮在奥氏体气阀钢中起着重要的、其他元素难以替代的作用。氮化铬Cr2N在钢液凝固前沿形成，起到晶核作用，使奥氏体晶粒得到细化，从而提高钢的屈服强度，对减少气阀变形和延长寿命起到重要作用。

大部分奥氏体气阀钢均含有氮，其含量远高于其他高合金钢。氮在奥氏体气阀钢中起着重要的、其他元素难以替代的作用。

1.形成和稳定奥氏体

氮与碳同样是强烈形成和稳定奥氏体的元素，其能力与碳相同。氮在奥氏体气阀钢中的含量（质量分数）达到常压下最高溶解量0.60%。因此，对奥氏体的稳定性起到重要的作用。

2.强化奥氏体组织

在奥氏体气阀钢中，氮以碳氮复合化合物、氮化物和固溶形成强化气阀钢。随着钢中含氮量的增加，钢的强度、硬度、耐磨性能、耐蚀性等均得到提高；钢的塑性、韧性下降得较少。因此，氮对钢的强化作用有别于碳，不同之处主要表现在以下几点：(https://www.chuimin.cn)

1）氮化物的强化机制。氮化物Cr₂N主要沿晶内析出，而碳化铬Cr₂₃ C₆沿晶界析出。因此，氮在强化奥氏体时，由于Cr₂N不沿晶界析出，所以对钢的塑性与韧性的影响较小。

2）细化晶粒提高钢的屈服强度。氮化铬Cr₂N在钢液凝固前沿形成，起到晶核作用，使奥氏体晶粒得到细化，从而提高钢的屈服强度，对减少气阀变形和延长寿命起到重要作用。

3.增强Cr₂O₃保护膜的致密性和稳定性

随着钢中含氮量的增加，促进了保护膜中Cr₂O₃含量的增长，并提高了保护膜的致密度，强化了保护作用。提高了气阀钢的耐热腐蚀能力。