浙江至德鋼業有限公司技術人員為了研究氮含量對不銹鋼管顯微硬度的影響，采用HV-50A型維氏硬度計對鍛后及各固溶時效溫度處理后的試樣進行硬度測試。

一、實驗過程

本實驗測量儀器選用HMV-1000TMB視頻顯示自動轉塔顯微硬度計，儀器的加載方式為自動加載，加載速度為50 mms^-1，選用5 kg載荷，載荷力作用時間為15秒。用頂角為136°的金剛石方形錐壓入器以120kg的載荷壓入待測樣品中，規定時間后，得到的壓痕凹坑的表面積除以載荷值即為維氏硬度值，壓痕凹坑的表面積由兩次量得的對角線長度得到。最后結果取測試面上3個不同點的平均值。

二、實驗結果分析

  硬度測試結果表明：三種200A奧氏體不銹鋼管1#（0.14%氮）、2#（0.16%氮）、3#（0.19%氮）鍛后空冷態顯微硬度依次為：255.2 HV0.5、292.88 HV0.5、268.06HV0.5；1150℃固溶處理后：227.18 HV0.5、231.84 HV0.5、209.38 HV0.5；700℃時效處理后：227.52 HV0.5、235.26 HV0.5、217 HV0.5；800℃時效處理后：220.44HV0.5、215.28 HV0.5、210.2HV0.5；900℃時效處理后：230.72 HV0.5、234.52 HV0.5、222.4 HV0.5。

  不銹鋼管經固溶處理，氮等合金元素溶入基體，鋼的硬度降低。時效處理后化合物相析出，提高了鋼的硬度。

三、總結

 ①. 由固溶時效態的XRD衍射圖譜，1150℃固溶處理時，三個不銹鋼管試樣都存在奧氏體和少量α-Fe相，時效處理之后，除了奧氏體和α-Fe相之外，有少量其他峰出現，900℃時效時最為明顯。

 ②. 200A奧氏體不銹鋼管鍛后空冷態組織，基體為奧氏體，條狀組織為α-Fe相。組織致密，晶粒細小，沒有宏觀裂紋、大型夾雜物，但是存在一些顯微坑洞，1#（0.14%N）試樣最為明顯。1#（0.14%氮）試樣晶粒直徑0.05 mm，2#（0.16%氮）、3#（0.19%氮）試樣晶粒直徑為0.03 mm、0.035 mm，晶粒度等級為5到7級，隨著氮含量的增加，晶粒減小。

 ③. 不銹鋼管經1150℃固溶處理后，試驗鋼金相組織與鍛后空冷態相比，晶粒明顯增大，并且隨著氮含量的增加，晶粒減小。

 ④. 不銹鋼管經700℃時效處理后，試驗鋼晶粒大小比固溶態時增大，且隨著氮含量的增加，晶體內的條狀組織減少。

 ⑤. 不銹鋼管經800℃時效處理后，1#（0.14%氮）試樣的晶界細小，3#（0.19%氮）試樣的晶界最為粗大，3#（0.19%氮）試樣的析出相數量最多，析出相為錳氧化物。800℃時效處理時，化合物相析出較為充分。

 ⑥. 不銹鋼管經900℃時效處理后，同800℃時相比，第二相析出較多，布滿晶界，晶內也有少量析出相存在，說明析出相有向晶內發展的趨勢。

 ⑦. 時效溫度越高，晶粒越大。隨著氮含量的增加，晶粒減小，這說明氮有細化晶粒的作用，且晶界處寬度減少，同時析出物在樣品內分布更加均勻，條狀組織隨著氮含量的增加而減少，隨著溫度的升高而降低。并未發現氮的化合物相沿著晶界析出，由于鋼中鉻錳含量較高，提高了氮的溶解度，氮全部固溶在基體中。

 ⑧. 通過EDS對腐蝕坑中最普遍的化合物相進行能譜分析，發現主要成分為氧化鉻。

 ⑨. 通過線掃描能譜分析，晶界兩側鉻含量與基體上的鉻含量相比較處于較低的水平，這些位置發生了貧鉻現象，易被腐蝕。

 ⑩. 硬度測試結果表明：三種200A奧氏體不銹鋼管 1#（0.14%氮）、2#（0.16%氮）、3#（0.19%氮）鍛后空冷態顯微硬度依次為：255.2 HV0.5、292.88 HV0.5、268.06HV0.5；1150℃固溶處理后：227.18 HV0.5、231.84 HV0.5、209.38 HV0.5；700℃時效處理后：227.52 HV0.5、235.26 HV0.5、217 HV0.5；800℃時效處理后：220.44HV0.5、215.28 HV0.5、210.2HV0.5；900℃時效處理后：230.72 HV0.5、234.52 HV0.5、222.4 HV0.5。

 不銹鋼管經固溶處理，氮等合金元素溶入基體，鋼的硬度降低。時效處理后化合物相析出，提高了鋼的硬度。