碳和氮元素含量的高低對不銹鋼性能有哪些影響

在所有鋼中都含有碳，在不銹鋼中經常要求把碳的質敏分數控制在0.1％以下。碳在固溶體中起間隙原子的強化作用，特別是在高溫時。在大多數不銹鋼中，碳和其他元素形成碳化物.當形成富鉻型碳化物時會降低耐腐蝕性能，為此生產了低碳型（L-型）的不銹鋼。其碳的質量分數低于0.04%,,值得注意的是Cr23C6碳化物中含有將近4倍于碳原子的金屬原子（主要是鉻），而一個鉻原子的質量又比4倍碳原子的質量還多， 所以以質量分數計，形成Cr23C6型碳化物時，一份碳可以把多達16倍質量的鉻從固溶體中移出。
　　氮在很多不銹鋼中是以雜質存在的，但是在某些奧氏體不銹鋼中和所有雙相不銹鋼中，氮是有意加入的。和碳類似.氮是強力的固溶強化元素；僅加人0.15%的氮就能顯著增加奧氏體鋼強度，而在奧氏體中其強化效應在低溫時特別顯著。在雙相不銹鋼中氮也提高強度，但更重要的是增加耐點蝕和耐縫隙腐蝕能力，某些雙相不銹鋼含有高達0.3%的氮。如前所述，氮在不銹鋼中，特別是在鐵素體不銹鋼中溶解度很低，而在奧氏體不銹鋼中加人錳后可以提高氮的溶解度。在鐵素體和雙相不銹鋼中，如果氮超過其溶解度，則在鐵素體相中會有Cr2N析出。在焊縫金屬和熱影響區如果從高于1100℃的溫度冷卻時沒有生成適量的奧氏體，就會觀察到Cr2N的析出。
　　碳和氮都是很強的奧氏體形成元素，為了得到精確的各種微觀組織的平衡， 必須嚴格控制碳和氮的含量。可以通過控制兩種元素在合金中的含量或者加人其他元素和它們形成碳化物（Nb、Ti)和氮化物（Ti、A1)而有效地抵消。這兩種元素對母體的作用。在氬弧焊時如果保護不好，會從大氣中溶人氮而使焊縫組織偏離設計要求；相反在焊接高氮奧氏體和雙相不銹鋼時，氮的逸出也會成為問題。為此在雙相鋼焊接時，有時在保護氣體中加人氮氣以保持焊縫的氮含量。