高氮無(wú)鎳奧氏體不銹鋼不只具有出產(chǎn)成本低，綠色環(huán)保等的長(zhǎng)處，而且在奧氏體不銹鋼中參加氮賦予了鋼許多優(yōu)異的功能。

在以往奧氏體不銹鋼的成本中鎳占的比例為60%~90%，鎳的價(jià)格非常寶貴，而且鎳資源是非常重要的戰(zhàn)略物資，我國(guó)又是一個(gè)鎳資源非常貧乏的國(guó)家。以廉價(jià)的氮元素替代寶貴而稀缺的鎳元素，出產(chǎn)Cr-Mn-N系高氮無(wú)鎳奧氏體不銹鋼是削減鎳資源耗費(fèi)最有用的辦法，其含義非常嚴(yán)重。向奧氏體不銹鋼中參加1%的N就能夠替代6~20%的Ni，而N元素的價(jià)格僅為Ni元素的1/200，價(jià)差非常巨大。因而，研制和出產(chǎn)高氮無(wú)鎳奧氏體不銹鋼具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

慣例的奧氏體不銹鋼雖然具有杰出的抗腐蝕功能，但在450~850℃保溫或緩慢冷卻時(shí)晶界上會(huì)分出Cr23C6，使周?chē)w構(gòu)成貧鉻區(qū)，然后構(gòu)成晶間腐蝕。選用減小鋼中含碳量及向鋼中參加Ti、Nb的辦法能夠避免晶間腐蝕，但這種鋼在焊接時(shí)容易因焊接溫度過(guò)高而使TiC或NbC溶解，構(gòu)成刀狀腐蝕，而且Ti、Nb歸于貴金屬，出產(chǎn)奧氏體不銹鋼很不經(jīng)濟(jì)，因而超低碳奧氏體不銹鋼逐步替代了Ti、Nb類(lèi)不銹鋼?？墒枪倘芴己康南陆凳沟脢W氏體不銹鋼的強(qiáng)度也隨之大大下降。以N代C是取得高強(qiáng)度高耐性?shī)W氏體不銹鋼的一個(gè)重要途徑。研討發(fā)現(xiàn)，N和C均以空隙原子的方式固溶強(qiáng)化奧氏體，但氮元素能夠加強(qiáng)鋼的金屬鍵而碳元素則加強(qiáng)原子間的共價(jià)鍵，氮原子占有空隙方位時(shí)電子云密度比碳高，因而，氮比碳更能穩(wěn)定奧氏體。氮元素能夠?qū)е禄破矫婧妥冃螌\晶的添加，然后阻撓位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)和孿晶擴(kuò)展，極大地添加奧氏體不銹鋼的形變硬化率和強(qiáng)度。高氮鋼與傳統(tǒng)的鋼比較功能能夠進(jìn)步30~150%。目前，高氮不銹鋼的抗拉強(qiáng)度已到達(dá)800MPa以上，而且依然保持著較好的塑性、耐性和抗腐蝕功能。

可是，在常壓下氮在鋼中的溶解度很低，如何將氮參加到鋼中成為阻止氮作為合金化元素的首要因素，開(kāi)展相應(yīng)的工藝和設(shè)備以保證金屬凝結(jié)時(shí)整個(gè)體積范圍內(nèi)到達(dá)高而均勻的氮濃度是開(kāi)展高氮鋼的首要問(wèn)題。加壓冶金技能的開(kāi)展能夠使得氮以較大含量固溶于奧氏體中，如加壓電渣重熔、加壓感應(yīng)熔煉、真空感應(yīng)熔煉、高壓等離子弧熔煉、熱等靜壓熔煉等等。歐洲一些國(guó)家用4.2MPa、20噸的加壓電渣爐出產(chǎn)出了高氮奧氏體不銹鋼，并現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化出產(chǎn)和使用。可是，加壓冶金存在鍛煉工藝雜亂、設(shè)備寶貴、安全隱患大、出產(chǎn)成本高級(jí)問(wèn)題。為此，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者首要致力于研討常壓下鍛煉含氮量較高的奧氏體不銹鋼，并取得了必定的效果。東北大學(xué)與中科院金屬所合作現(xiàn)已制備出含氮量在1.0%以上的高氮奧氏體不銹鋼。長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)已在常壓下成功鍛煉出含氮量為0.6%~1.2%的高氮無(wú)鎳奧氏體不銹鋼。