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氮化物及其形成規律不銹鋼

詳情介紹

氮化物的基本性能特點是:髙硬度、脆性、髙熔點,氮化物的形成規律和碳化物相似, 但一般都形成間隙相。根據過渡族金屬與氮的結合強度分類,鈦、鋯、鈮、釩為強氮化物形 成元素,銪、鉬是中強氮化物形成元素,鉻、錳、鐵屬于弱氮化物形成元素間隙化合物愈 穩定,它們在鋼中的溶解度愈小。鋼中氮化物的硬度和熔點見表
表1.4鋼中氮化物的硬度和熔點

氮化物 TiN 2rN NbN VN WN Mo^N CrN Cr,N AIN
rw / rM 0. 50 0. 43 0. 49 0. 52 0. 51 0. 52 0. 56 0. 56  
HV 1994 ms 1396 1520   630 1093 1571 1230
熔點/!= 2950 29S0 2300 2360 800(分解)   1500 1650 2400
 
 不銹鋼復合板
 
過渡族金屬的碳化物和氮化物中,金屬原子和碳、氮原子相互作用排列成密排或稍有畸變 的密排結構,形成由金屬原子亞點陣和碳、氮原子亞點陣組成的間隙結構。這些金屬亞點陣與 形成它們的金屬點陣不同,但仍屬于典型的面心立方、體心立方、密排六方或復雜結構。若金 屬亞點陣間隙足夠大,可容納非金屬碳、氮原子時,就形成簡單密排結構。所以,過渡族金屬 原子的原子半徑m和非金屬碳、氮原子半徑^的比值m/m決定了形成簡單密排還是復雜結 構。一般來講,氮化物和碳化物之間也可互相溶解,形成碳氮化合物。如含氮的不銹鋼中,氮 原子可置換(0,Fe)33C6中的部分碳原子,形成(C,N>的碳氮化合物;在微合金 鋼中可形成Ti (C,N)、V (C,N)和Nb (C,N)復合碳氮化合物。
此外,冶煉中用鋁脫氟的鋼存在鋁的氮化物AiN。鋁是非過渡族金屬,故A1N不屬子 間隙相。它具有ZnS結構的密排六方點陣,氮原子并不處于鋁原子之間的間隙位置。
氮化物中屬于NaCl型簡單立方點陣結構的有TiN、NbN、VN、CrN等,屬于密排六方點陣結構的有WN、Nb£N、MoN等。氮化物中的含N童也在一定的范圍內變化,即存 在原子缺位現象。

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