高氮不銹鋼是氮含量超出常規(guī)條件下不銹鋼中所能夠達到的極限氮含量的鋼材料。依據(jù)氮元素添加量的不同，大體上能夠分為含氮量>1%的超高氮鋼、含氮量在0.3-0.5%的高氮鋼，以及在該范圍之下的統(tǒng)稱含氮鋼。

不銹鋼冶煉加氮

氮在不銹鋼中的作用主要表現(xiàn)在對不銹鋼基體組織、力學性能與耐腐蝕性能三個方面上。數(shù)據(jù)顯示，氮元素是一種非常強烈地形成并穩(wěn)定奧氏體且會擴大奧氏體相區(qū)的一種元素。在不銹鋼中能夠部分替代鎳元素，減小不銹鋼中的鐵素體含量，讓奧氏體組織更加穩(wěn)定，能防止析出有害金屬間相，還可以在冷加工條件下防止形成馬氏體轉(zhuǎn)變。

冶煉高氮不銹鋼一般會有兩個問題，就是怎樣在熔化狀態(tài)下得到高含量氮和如何確保在凝固過程中使氮處在溶解狀態(tài)。為提高氮含量，有效辦法主要是設(shè)計合理的合金成分、使用合適的工藝路線、選擇恰當?shù)牡d體。

數(shù)據(jù)顯示，鉻、錳、鉬、鈮等元素會促進氮的溶解，鎳、銅、硅和碳等元素會降低氮溶解。不過，用調(diào)整合金成分對氮溶解度的方法效果不大，更有效的辦法是采取合適的工藝路線和及選擇恰當?shù)牡d體。

使用大氣熔煉工藝時，因為大氣壓下氮的溶解度即為不銹鋼中氮的最高含量，就算把氮添加到溶解度，不過隨著不銹鋼材料不斷凝固其溶解度也會隨之下降，這就會導致產(chǎn)生氣孔缺陷，使得成品不合格。所以，上世紀80年代以來，高壓冶煉和高氮鋼就受到國際上冶金及材料研究的高度重視。歐美相關(guān)國家都研制出了各自的加壓冶煉設(shè)備，很大程度上加速了高氮鋼加壓冶煉技術(shù)的發(fā)展。現(xiàn)在有的大型煉鋼廠已經(jīng)具備在高于6MPa的氮氣壓力下大量熔煉和澆注高氮鋼的能力，不銹鋼中的氮含量甚至可以高達1%。

這種在大氣壓下加入氮使不銹鋼中的氮含量達到溶解度以上的工藝，加壓氮氣氣氛下進行熔煉和澆鑄的生產(chǎn)工藝是必需的。現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)的加壓熔煉技術(shù)主要有加壓感應(yīng)熔煉法（PIM）、加壓等離子熔煉法（PARP）、加壓電渣重熔法（PESR）、加壓電弧渣重熔法（ASRP）、大熔池法（BSB）和熱等靜壓熔煉法（HIP）等。

加壓冶煉屬于冶金工藝的一個新的突破，高氮鋼是材料研究的新領(lǐng)域。高氮不銹鋼不但擁有原先的不銹鋼全部性能，還由于氮的加入，它在力學性能、耐蝕性能、以及綜合性能等方面都有著非常不錯的表現(xiàn)。現(xiàn)在高氮不銹鋼已經(jīng)被大量用在能源、交通、石化和造紙等行業(yè)中。