國內低鎳奧氏體不鏽鋼的發展過程及現狀

國內對含氮鋼的研究開始于上世紀50年代，原北京鋼鐵學院的肖紀美教授開始研究鋼中氮對組織和性能的影響。上世紀70年代，中科院金屬所成功地開發出含氮無鎳雙相不鏽鋼（0Cr17Mn14Mo2N），並獲得了一定應用。對此鋼種的應用研究工作一直都在進行，如組織與性能、疲勞與磨損性能、耐氣蝕性能、塑性加工性能等。此外，中科院金屬所以中氮含量的22Cr-13Ni-5Mn爲基礎研制成功了高強度抗氫鋼（HR-3），從本世紀初開始，中科院金屬所在國家863項目的支持下，研究開發含氮醫用無鎳奧氏體不鏽鋼（Fe-17Cr-14Mn-2Mo-0.46N），較全面地研究了材料的力學性能、耐蝕性能、腐蝕疲勞性能、磨蝕性能和生物相容性。研究結果證明，新鋼種較傳統醫用316L不鏽鋼具有更爲優良的綜合力學性能、耐體液腐蝕能力和生物學相容性。東北大學從上世紀90年代以來也開展了鋼的氮合金化的實驗室研究工作，並在10噸電弧爐和30噸AOD爐上得到應用。我國不鏽鋼企業也在近幾年成功地開發出氣相滲氮法冶煉含氮不鏽鋼的工藝。

從上世紀80年代末，國內也開始了低鎳不鏽鋼的初步研究，如原上海鋼鐵研究所曾利用保加利亞的反壓鑄造技術進行了高氮低鎳不鏽鋼的初步研究。近幾年，東北大學、中科院金屬所、太原重機學院、燕山大學、江蘇大學、上海大學和鋼鐵研究總院等單位在高氮不鏽鋼冶煉、組織性能和加工工藝方面開展了一系列研究工作，我國低鎳鋼研究的主要成果之一是通過跟蹤國外技術，國家組織了一重集團、二重集團等企業與科研院所聯合攻關，研制出Mn18Cr18N護環鋼（相當于德國VSG公司的P900），但由于受國內冶煉技術和設備的限制，國內低鎳鋼的研究與開發受到很大限制，所研究的高氮鋼中的氮含量一般不高于0.65%，大多集中在0.4~0.6%之間。另外，高氮的Mn18Cr18N護環鋼在熱加工中的開裂等問題一直沒有得到很好解決，嚴重影響了生産的穩定和成本，目前仍然沒有徹底改變此類鋼主要依賴進口的局面。

從2006年起，東北大學和中科院金屬所聯合承擔了國家自然科學重點基金“高氮鋼及其作用機理研究”，對高氮鋼的冶金制備、熱加工、冷加工、組織結構和性能等方面開展全面和深入的研究。目前已經能制備出氮含量1.0%以上、固溶態屈服強度達600MPa以上、PREN值遠高于316L等傳統奧氏體不鏽鋼的高氮奧氏體不鏽鋼。