一、氮的固相(xiang)溶解度模型
一般而言，不銹(xiu)鋼熔體在凝固過程中首先生成δ-Fe相，而氮在δ-Fe中的溶解度遠低于在液相和奧氏體相中的溶解度（如圖2-42所示，容易使鋼中的氮析出并形成氮氣孔。因此，探究影響固相中氮溶解度的因素，并建立合理的固相溶解度模型，對高氮不銹鋼(gang)的成分設計和凝固過程的控制具有重要意義。
根據 Hillert和Staffansson的正規(gui)溶(rong)體(ti)模型(xing)，每個狀態(tai)（相(xiang)、間(jian)隙溶(rong)液(ye)和空位等）可(ke)由相(xiang)應的能量表示，可(ke)使用兩個晶格，分(fen)別當(dang)作溶(rong)質原(yuan)子(zi)和間(jian)隙溶(rong)質原(yuan)子(zi)。因為大量的間(jian)隙位置(zhi)不被占用，這些空位則被視為額(e)外的元素（Va).基于此模型(xing)，可(ke)建立氮(dan)在固(gu)相(xiang)高氮(dan)不銹鋼體(ti)系中的溶(rong)解度模型(xing)，以預測氮(dan)在固(gu)相(xiang)中的平衡(heng)氮(dan)含量或飽(bao)和滲氮(dan)量并分(fen)析其影響因素。
考慮(lv)到(dao)固(gu)態與熔體的不同，以Fe-Cr-Mn-N合(he)金(jin)體系為(wei)例，在固(gu)態合(he)金(jin)中各元(yuan)素的摩爾分數（xN、xi)可以轉化為(wei)相應的位置分數（yN、yi):
由于固相體系中氮的溶解度與晶體結構、間隙原子晶格位置等密切相關，需要分別針對典型的γ、δ和α相區建立氮溶解度模型。
1. 氮(dan)在γ相中固(gu)相溶解度模型的建立
對于(yu)Fe-Cr-Mn-N系(xi)合(he)金(jin)體系(xi)，在固(gu)態奧氏體（面心(xin)立方(fang)(fang)結構）相區，氣相和奧氏體相的平衡(heng)方(fang)(fang)程可表達(da)為
2. 氮在δ相和α相中固相溶解度模型的建立
對于(yu)Fe-Cr-Mn-N系(xi)合金體(ti)(ti)系(xi)，在鐵(tie)素體(ti)(ti)相(xiang)（體(ti)(ti)心立方結構(gou)）中，鐵(tie)晶格中每個填入(ru)間(jian)隙位(wei)置(zhi)的氮(dan)原子都會阻礙(ai)該(gai)間(jian)隙位(wei)置(zhi)的最近鄰的三個間(jian)隙位(wei)置(zhi)被其他氮(dan)原子占據。因此，氣相(xiang)與鐵(tie)素體(ti)(ti)相(xiang)的平衡方程可表(biao)達為下式：
3. 合金中奧氏(shi)體(ti)數量和(he)液相線的(de)確定
明確合(he)金凝固過(guo)程的(de)相轉變，是(shi)通(tong)過(guo)模(mo)型計(ji)算氮(dan)固相溶解度的(de)一個重(zhong)要基礎。其中(zhong)，確定鋼(gang)種的(de)液相線溫(wen)度TL和奧(ao)氏體與鐵素體的(de)數量(liang)或(huo)比例尤(you)為重(zhong)要。近(jin)年來，研究人員利(li)用熱(re)力(li)學數據(ju)計(ji)算了合(he)金元素與相平(ping)衡的(de)關系(xi)，以鋼(gang)的(de)化學成(cheng)分和熱(re)處理溫(wen)度作為計(ji)算奧(ao)氏體數量(liang)的(de)基礎，根(gen)據(ju)SGTE熱(re)力(li)學數據(ju)庫進行計(ji)算，得出奧(ao)氏體線性方程式如下：
根據鋼的化學(xue)成分(fen)和固溶溫(wen)(wen)度，按此方程式即可(ke)計(ji)算(suan)出在不(bu)同溫(wen)(wen)度下的奧氏(shi)體(ti)數(shu)量，計(ji)算(suan)數(shu)據與實驗結果吻(wen)合得(de)很好(hao)。吳忠忠等利用奧氏(shi)體(ti)線性方程和固溶實驗研究了(le)不(bu)同固溶溫(wen)(wen)度下各(ge)相的含量，奧氏(shi)體(ti)線性方程理論計(ji)算(suan)的奧氏(shi)體(ti)數(shu)量與實驗值吻(wen)合得(de)很好(hao)，精(jing)確度很高。
利用固相(xiang)(xiang)氮溶解(jie)度(du)模型，可以方便地(di)計(ji)算(suan)出Fe-Cr-Mn-N系合金在各溫度(du)區間的(de)氮溶解(jie)度(du)曲線(xian)(xian)。通過擬合前人的(de)研(yan)究成果和(he)奧(ao)(ao)氏體線(xian)(xian)性方程，可以確定固相(xiang)(xiang)中(zhong)鐵(tie)素體含(han)量(liang)為(wei)80%是鐵(tie)素體和(he)奧(ao)(ao)氏體的(de)理論分界(jie)(jie)點，鐵(tie)素體含(han)量(liang)大于80%為(wei)鐵(tie)素體區域(yu)，該分界(jie)(jie)點即(ji)為(wei)氮溶解(jie)度(du)曲線(xian)(xian)上鐵(tie)素體全部轉變為(wei)奧(ao)(ao)氏體的(de)拐(guai)點。根據鋼(gang)種(zhong)的(de)液(ye)相(xiang)(xiang)線(xian)(xian)溫度(du)，可以方便地(di)確定氮溶解(jie)度(du)曲線(xian)(xian)上由液(ye)相(xiang)(xiang)轉變為(wei)鐵(tie)素體的(de)拐(guai)點溫度(du)。鋼(gang)種(zhong)不同(tong)(tong)，液(ye)相(xiang)(xiang)線(xian)(xian)溫度(du)的(de)表達式也不盡(jin)相(xiang)(xiang)同(tong)(tong)［54].在本研(yan)究中(zhong)采(cai)用下式來計(ji)算(suan)鋼(gang)種(zhong)的(de)液(ye)相(xiang)(xiang)線(xian)(xian)溫度(du)TL.
4. 氮的(de)固相溶解度模型的(de)驗證
利用前人實(shi)驗數據，驗證氮(dan)(dan)的(de)(de)固(gu)相溶(rong)解(jie)度(du)模型的(de)(de)準確性。李光強(qiang)等對氮(dan)(dan)在(zai)合(he)金體系(xi)中的(de)(de)溶(rong)解(jie)度(du)進行了實(shi)驗研(yan)究，直接(jie)用高(gao)純氮(dan)(dan)氣(qi)在(zai)1473K、0.1MPa下高(gao)溫電阻(zu)爐內(nei)進行滲氮(dan)(dan)實(shi)驗，爐管(guan)兩端封閉以形成穩定(ding)的(de)(de)氣(qi)氛。該研(yan)究的(de)(de)實(shi)驗鋼種(zhong)成分(fen)和(he)固(gu)相滲氮(dan)(dan)后的(de)(de)氮(dan)(dan)含量見表(biao)2-10。利用上(shang)述(shu)氮(dan)(dan)溶(rong)解(jie)度(du)模型進行計算(suan)，其(qi)理(li)論(lun)計算(suan)值(zhi)與實(shi)驗值(zhi)比較如圖2-43所(suo)示，氮(dan)(dan)溶(rong)解(jie)度(du)的(de)(de)模型計算(suan)值(zhi)與測量值(zhi)吻合(he)良好。
Kunze等對Fe17.26Cr6.42Mn和Fe20.53Cr11.63Mn合金體系在不同氮氣壓力條件下，進(jin)行(xing)了低溫(wen)奧氏體、高溫(wen)奧氏體和δ-Fe的(de)固相滲(shen)氮實驗(yan)(yan)研究。本模型的(de)計算(suan)結(jie)果與其(qi)實驗(yan)(yan)結(jie)果的(de)對比見圖2-44和圖2-45。從圖中可(ke)以看到，實驗(yan)(yan)值與模型的(de)計算(suan)值吻(wen)合得(de)很好，尤其(qi)在δ-Fe相吻合(he)(he)得更好。但對于Fe17.26 Cr6.42Mn合(he)(he)金體(ti)系在奧氏體(ti)相中(zhong)的實(shi)驗點偏離計(ji)算曲線較大，如圖2-44(a)所(suo)示(shi)。這可能是由(you)于在建(jian)立(li)模型的過程中(zhong)忽略了δ-Fe相(xiang)和γ奧氏體兩相(xiang)共存(cun)階段溶解度的(de)計算，導致模型的(de)計算值(zhi)與實驗值(zhi)存(cun)在一定的(de)偏差。
二、固相(xiang)合金(jin)體系中氮溶解度模(mo)型(xing)的相(xiang)關研究
面(mian)心立方結構鐵中氮的濃度(du)(du)可由奧氏體(ti)相與氮氣(qi)之間(jian)的平衡實驗得到，目前(qian)多數實驗都在912~1394℃范(fan)圍(wei)內，當溫度(du)(du)更高(gao)時，固體(ti)表面(mian)的氣(qi)體(ti)成分具有(you)明顯的不確定性。Hillert和(he)Jarl、曲英(ying)和(he)Wada-Pehlk等分別給出了(le)鐵中氮濃度(du)(du)與溫度(du)(du)和(he)氮氣(qi)壓(ya)力的關系(xi)式：
Tsuchiyama等(deng)將(jiang)厚度(du)為(wei)0.25~3.0mm的(de)Fe-Cr-Mn 系合(he)金(jin)試樣(yang)(yang)置于0.1MPa的(de)氮(dan)(dan)氣氛中(zhong)(zhong)，在(zai)1473K溫度(du)下滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)。滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)60min后，厚度(du)為(wei)0.25mm的(de)Fe12.5Cr 合(he)金(jin)試樣(yang)(yang)中(zhong)(zhong)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)反(fan)應(ying)達(da)(da)到平(ping)(ping)衡(heng)，試樣(yang)(yang)的(de)平(ping)(ping)均氮(dan)(dan)含量達(da)(da)到了0.30%,并且試樣(yang)(yang)的(de)平(ping)(ping)均氮(dan)(dan)含量隨(sui)著合(he)金(jin)中(zhong)(zhong)鉻、錳元素含量的(de)增加而逐漸增加，對于實(shi)驗Fe24.0Cr20.5Mn合(he)金(jin)，滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)反(fan)應(ying)平(ping)(ping)衡(heng)后試樣(yang)(yang)的(de)平(ping)(ping)均氮(dan)(dan)含量達(da)(da)到1.95%.此(ci)外，對固(gu)態(tai)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)時鋼(gang)中(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)的(de)溶解(jie)度(du)計算模(mo)型進行(xing)了簡(jian)化(hua)，并通過固(gu)相滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)實(shi)驗數據進行(xing)修正，給出了1473K、0.1MPa氮(dan)(dan)氣壓力下Fe-Cr-Mn系不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)溶解(jie)度(du)的(de)近似表達(da)(da)式(shi)：
在前(qian)人(ren)研究的(de)基礎(chu)上(shang)，Kunze和Rothe[50]計(ji)算和推導了氮(dan)在奧氏體(ti)Fe-Cr-Mn合(he)金中(zhong)的(de)溶解度，氮(dan)的(de)活度系(xi)數YN(以摩(mo)爾(er)分數表示(shi)）與溫(wen)度及氮(dan)在合(he)金中(zhong)的(de)摩(mo)爾(er)分數xN存在如下(xia)關系(xi)：
表2-11給出了1000~1200℃范圍內，N與(yu)合金元素Cr、Mn的(de)(de)活(huo)度(du)相(xiang)互作用系數(shu)和溫度(du)之間的(de)(de)關系。根據Wagner模型，超額吉布(bu)斯自由能可以用活(huo)度(du)相(xiang)互作用系數(shu)表示為
三、固相合金體系中(zhong)氮(dan)溶(rong)解度的(de)影響因素
利用已建立的氮(dan)在固相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中的溶解(jie)度模型，可得出高氮(dan)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼在凝固過程中隨溫度變化時氮(dan)在不(bu)(bu)同相(xiang)區(qu)的溶解(jie)度變化曲線(xian)，以明晰氮(dan)氣分壓和鉻、錳等典(dian)型合金元素對氮(dan)溶解(jie)的影響。
研究結果表明，在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)凝(ning)固(gu)過(guo)程中(zhong)氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解度(du)受相(xiang)(xiang)(xiang)轉變(bian)的(de)(de)(de)影響明顯，在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)點處(chu)(chu)氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解度(du)會有突變(bian)。隨(sui)著鋼液溫度(du)的(de)(de)(de)降(jiang)(jiang)低(di)，氮(dan)(dan)溶(rong)(rong)(rong)解度(du)會逐漸增(zeng)加(jia)；在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)凝(ning)固(gu)初(chu)期，δ相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)產生(sheng)導致氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解度(du)急劇降(jiang)(jiang)低(di)；當(dang)鋼中(zhong)開始(shi)析出γ相(xiang)(xiang)(xiang)時，氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解度(du)又會增(zeng)大(da)，并(bing)且隨(sui)著γ相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)增(zeng)多，氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解度(du)逐漸增(zeng)大(da)。固(gu)液兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)區氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解度(du)最小，在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)析出的(de)(de)(de)高溫鐵素體與(yu)液相(xiang)(xiang)(xiang)界面處(chu)(chu)最容易產生(sheng)氮(dan)(dan)氣泡。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)實際(ji)冶(ye)煉過(guo)程中(zhong)，8相(xiang)(xiang)(xiang)區的(de)(de)(de)氮(dan)(dan)溶(rong)(rong)(rong)解度(du)決定了(le)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)凝(ning)固(gu)過(guo)程中(zhong)是否產生(sheng)氮(dan)(dan)氣孔(kong)。
1. 氮氣壓力對合金體系氮溶解度的(de)影響
我們利用(yong)(yong)建立(li)的(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)在(zai)不銹鋼熔(rong)(rong)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)及(ji)氮(dan)(dan)在(zai)γ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)和α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)度模型，對(dui)Fe-18Cr-18Mn合金(jin)體(ti)系在(zai)不同(tong)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)力(li)(li)(li)（0.02MPa、0.1MPa和0.6MPa)條(tiao)件下，氮(dan)(dan)在(zai)該合金(jin)體(ti)系不同(tong)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)度進行了計(ji)算，結果如圖2-46所(suo)示。隨著體(ti)系氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)增加，δ-Fe相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)逐(zhu)漸減(jian)小，當氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)力(li)(li)(li)增至0.6MPa時，8-Fe相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)完全消失(shi)，凝固過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)直接由液相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)進入γ奧氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)。提高(gao)(gao)(gao)體(ti)系氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)力(li)(li)(li)不僅可(ke)以(yi)提高(gao)(gao)(gao)各相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)度，還可(ke)以(yi)減(jian)小δ-Fe區(qu)域，有效地(di)抑制凝固過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)析出。目前，常(chang)見的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)氮(dan)(dan)鋼制備工藝基本上都是采用(yong)(yong)增加氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)力(li)(li)(li)，如高(gao)(gao)(gao)壓(ya)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)氛下的(de)(de)(de)(de)感應(ying)熔(rong)(rong)煉、高(gao)(gao)(gao)壓(ya)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)氛下的(de)(de)(de)(de)電渣(zha)重(zhong)熔(rong)(rong)、高(gao)(gao)(gao)壓(ya)電弧爐熔(rong)(rong)煉等。
2. 合金(jin)成分對(dui)合金(jin)體系(xi)氮溶(rong)解度的影響
研究表明，Cr、Mn等常用合(he)金元(yuan)(yuan)素均能(neng)增大(da)氮(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固相(xiang)(xiang)溶(rong)解度(du)(du)。為(wei)了(le)探究合(he)金元(yuan)(yuan)素含(han)(han)量對(dui)氮(dan)(dan)(dan)(dan)固相(xiang)(xiang)溶(rong)解度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響規(gui)律，Tsuchiyama等基于實(shi)驗繪制(zhi)了(le)1473K、0.1MPa氮(dan)(dan)(dan)(dan)氣壓力下Fe-Cr和Fe-Mn二元(yuan)(yuan)合(he)金的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平衡(heng)氮(dan)(dan)(dan)(dan)含(han)(han)量與Cr或(huo)Mn含(han)(han)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系［圖2-47(a)].結果(guo)表明，提高兩種元(yuan)(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量都增加了(le)氮(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)解度(du)(du)，其中Cr元(yuan)(yuan)素較(jiao)Mn元(yuan)(yuan)素更能(neng)有效地增加鋼中氮(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)解度(du)(du)。例如，添(tian)(tian)加23%Cr可增加平衡(heng)氮(dan)(dan)(dan)(dan)含(han)(han)量至超高氮(dan)(dan)(dan)(dan)（1%N)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水平，而添(tian)(tian)加25%Mn時平衡(heng)氮(dan)(dan)(dan)(dan)含(han)(han)量也僅(jin)能(neng)達到(dao)0.15%。圖2-47(b)所示的(de)(de)(de)(de)(de)(de)等氮(dan)(dan)(dan)(dan)含(han)(han)量圖也證實(shi)了(le)這一點，達到(dao)相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)(dan)固相(xiang)(xiang)溶(rong)解度(du)(du)所需(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Cr含(han)(han)量明顯低于Mn含(han)(han)量。
即便如此，Mn也是高(gao)氮(dan)(dan)鋼中一(yi)種重要的(de)(de)(de)(de)合金元素(su)，因(yin)此，Cr和Mn同時添(tian)加(jia)對平衡(heng)氮(dan)(dan)含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響也是研究的(de)(de)(de)(de)重點之一(yi)。圖2-47(a)進一(yi)步出了(le)(le)Fe-20Mn-Cr三元基合金中的(de)(de)(de)(de)平衡(heng)氮(dan)(dan)含(han)量(liang)(liang)與Cr含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)關系。值得注意(yi)的(de)(de)(de)(de)是，在Fe-20Mn-Cr合金中實(shi)驗測量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)含(han)量(liang)(liang)，遠高(gao)于Fe-20Mn與Fe-Cr系氮(dan)(dan)溶(rong)解度的(de)(de)(de)(de)加(jia)和。這意(yi)味著Cr和Mn的(de)(de)(de)(de)協同作用(yong)(yong)顯(xian)著提(ti)高(gao)了(le)(le)鋼中氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)解度。這反映(ying)了(le)(le)Cr、Mn和N這三種元素(su)之間存(cun)在相互(hu)作用(yong)(yong)，具體表現為(wei)溶(rong)解度表達式中Cr、Mn元素(su)對N的(de)(de)(de)(de)二階交(jiao)叉(cha)活度相互(hu)作用(yong)(yong)系數較(jiao)大。
除了合(he)金元(yuan)(yuan)素(su)含量對(dui)氮(dan)溶(rong)(rong)解度高低的(de)影響，不銹鋼中不同合(he)金元(yuan)(yuan)素(su)對(dui)凝(ning)固過程中不同相區氮(dan)溶(rong)(rong)解度的(de)變化(hua)也具有顯(xian)著(zhu)的(de)影響，一般可分為兩(liang)大類進行(xing)討(tao)論，即鐵素(su)體(ti)形成(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)（Cr、Mo和Si等）和奧氏體(ti)形成(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)（Ni、Mn、C和N等）。
在0.1MPa下幾種Fe-Cr合(he)金中氮(dan)溶解(jie)度(du)隨(sui)著溫度(du)變化的(de)規律如圖2-42所示。存在如下特(te)點(dian)：隨(sui)著凝固的(de)進行，氮(dan)溶解(jie)度(du)在8-Fe 區(qu)域(yu)出(chu)現突降，到奧(ao)氏體區(qu)域(yu)氮(dan)含(han)(han)量又急劇增加。隨(sui)著合(he)金中Cr含(han)(han)量的(de)增加，氮(dan)溶解(jie)度(du)快速上升，但(dan)在各(ge)溫度(du)范圍中的(de)上升幅度(du)不(bu)同(tong)，尤(you)其在奧(ao)氏體區(qu)的(de)升幅特(te)別大(da)。當Cr含(han)(han)量高(gao)于8.1%時，奧(ao)氏體區(qu)的(de)氮(dan)溶解(jie)度(du)已明顯大(da)于相應液相中氮(dan)的(de)溶解(jie)度(du)。同(tong)時，隨(sui)著Cr含(han)(han)量的(de)提高(gao)，凝固過程中8-Fe區(qu)域(yu)也逐漸增大(da)。
相(xiang)(xiang)反(fan)地，鋼中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)(cheng)元素(su)(su)，可(ke)(ke)使(shi)凝(ning)固(gu)(gu)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong) δ-Fe 區(qu)域逐漸減(jian)小。圖(tu)2-48(a)為(wei)不同Mn含量(liang)鋼（合金(jin)成(cheng)(cheng)分見(jian)表2-12)中(zhong)(zhong)氮的(de)(de)(de)(de)溶解(jie)(jie)度隨溫度變化的(de)(de)(de)(de)曲線。結果(guo)表明：隨著Mn含量(liang)的(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)，在(zai)液相(xiang)(xiang)與固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)氮的(de)(de)(de)(de)溶解(jie)(jie)度也(ye)會隨之增大(da)；Mn是強奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)(cheng)元素(su)(su)，隨著Mn含量(liang)的(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)，凝(ning)固(gu)(gu)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)8相(xiang)(xiang)區(qu)逐漸減(jian)小，甚至可(ke)(ke)能(neng)消失。從(cong)圖(tu)中(zhong)(zhong)8.0%Mn鋼的(de)(de)(de)(de)氮溶解(jie)(jie)度計(ji)算結果(guo)可(ke)(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，在(zai)凝(ning)固(gu)(gu)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)未出(chu)現8相(xiang)(xiang)區(qu)。同時，利(li)用建立的(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)氮溶解(jie)(jie)度模型(xing)對Fe-4Cr-16Mn合金(jin)進行(xing)了計(ji)算，結果(guo)如圖(tu)2-48(b)所(suo)示。從(cong)圖(tu)中(zhong)(zhong)可(ke)(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，在(zai)Fe-4Cr-16Mn合金(jin)體(ti)(ti)(ti)系從(cong)液相(xiang)(xiang)凝(ning)固(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)也(ye)沒(mei)有出(chu)現δ-Fe相(xiang)(xiang)區(qu)，與文獻中(zhong)(zhong)報(bao)道一致。因此，適(shi)當提(ti)高(gao)合金(jin)體(ti)(ti)(ti)系中(zhong)(zhong)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)(cheng)元素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)含量(liang)，有助于減(jian)少氮在(zai)其凝(ning)固(gu)(gu)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)趨勢，從(cong)而有效避免高(gao)氮鋼在(zai)凝(ning)固(gu)(gu)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)氮氣孔(kong)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)。
