国内低镍奥氏体不锈钢的发展过程及现状

国内对含氮钢的研究开始于上世纪50年代，原北京钢铁学院的肖纪美教授开始研究钢中氮对组织和性能的影响。上世纪70年代，中科院金属所成功地开发出含氮无镍双相不锈钢（0Cr17Mn14Mo2N），并获得了一定应用。对此钢种的应用研究工作一直都在进行，如组织与性能、疲劳与磨损性能、耐气蚀性能、塑性加工性能等。此外，中科院金属所以中氮含量的22Cr-13Ni-5Mn为基础研制成功了高强度抗氢钢（HR-3），从本世纪初开始，中科院金属所在国家863项目的支持下，研究开发含氮医用无镍奥氏体不锈钢（Fe-17Cr-14Mn-2Mo-0.46N），较全面地研究了材料的力学性能、耐蚀性能、腐蚀疲劳性能、磨蚀性能和生物相容性。研究结果证明，新钢种较传统医用316L不锈钢具有更为优良的综合力学性能、耐体液腐蚀能力和生物学相容性。东北大学从上世纪90年代以来也开展了钢的氮合金化的实验室研究工作，并在10吨电弧炉和30吨AOD炉上得到应用。我国不锈钢企业也在近几年成功地开发出气相渗氮法冶炼含氮不锈钢的工艺。

从上世纪80年代末，国内也开始了低镍不锈钢的初步研究，如原上海钢铁研究所曾利用保加利亚的反压铸造技术进行了高氮低镍不锈钢的初步研究。近几年，东北大学、中科院金属所、太原重机学院、燕山大学、江苏大学、上海大学和钢铁研究总院等单位在高氮不锈钢冶炼、组织性能和加工工艺方面开展了一系列研究工作，我国低镍钢研究的主要成果之一是通过跟踪国外技术，国家组织了一重集团、二重集团等企业与科研院所联合攻关，研制出Mn18Cr18N护环钢（相当于德国VSG公司的P900），但由于受国内冶炼技术和设备的限制，国内低镍钢的研究与开发受到很大限制，所研究的高氮钢中的氮含量一般不高于0.65%，大多集中在0.4~0.6%之间。另外，高氮的Mn18Cr18N护环钢在热加工中的开裂等问题一直没有得到很好解决，严重影响了生产的稳定和成本，目前仍然没有彻底改变此类钢主要依赖进口的局面。

从2006年起，东北大学和中科院金属所联合承担了国家自然科学重点基金“高氮钢及其作用机理研究”，对高氮钢的冶金制备、热加工、冷加工、组织结构和性能等方面开展全面和深入的研究。目前已经能制备出氮含量1.0%以上、固溶态屈服强度达600MPa以上、PREN值远高于316L等传统奥氏体不锈钢的高氮奥氏体不锈钢。