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氮化物及其形成規律不锈钢

详情介绍

氮化物的基本性能特点是:髙硬度、脆性、髙熔点,氮化物的形成规律和碳化物相似, 但一般都形成间隙相。根据过渡族金属与氮的结合强度分类,钛、锆、铌、钒为强氮化物形 成元素,铕、钼是中强氮化物形成元素,铬、锰、铁属于弱氮化物形成元素间隙化合物愈 稳定,它们在钢中的溶解度愈小。钢中氮化物的硬度和熔点见表
表1.4钢中氮化物的硬度和熔点

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
熔点/!= 2950 29S0 2300 2360 800(分解)   1500 1650 2400
 
 不锈钢复合板
 
过渡族金属的碳化物和氮化物中,金属原子和碳、氮原子相互作用排列成密排或稍有畸变 的密排结构,形成由金属原子亚点阵和碳、氮原子亚点阵组成的间隙结构。这些金属亚点阵与 形成它们的金属点阵不同,但仍属于典型的面心立方、体心立方、密排六方或复杂结构。若金 属亚点阵间隙足够大,可容纳非金属碳、氮原子时,就形成简单密排结构。所以,过渡族金属 原子的原子半径m和非金属碳、氮原子半径^的比值m/m决定了形成简单密排还是复杂结 构。一般来讲,氮化物和碳化物之间也可互相溶解,形成碳氮化合物。如含氮的不锈钢中,氮 原子可置换(0,Fe)33C6中的部分碳原子,形成(C,N>的碳氮化合物;在微合金 钢中可形成Ti (C,N)、V (C,N)和Nb (C,N)复合碳氮化合物。
此外,冶炼中用铝脱氟的钢存在铝的氮化物AiN。铝是非过渡族金属,故A1N不属子 间隙相。它具有ZnS结构的密排六方点阵,氮原子并不处于铝原子之间的间隙位置。
氮化物中属于NaCl型简单立方点阵结构的有TiN、NbN、VN、CrN等,属于密排六方点阵结构的有WN、Nb£N、MoN等。氮化物中的含N童也在一定的范围内变化,即存 在原子缺位现象。

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