氮在不銹鋼中的普遍且大量應(yīng)用是近十多年不銹鋼材料領(lǐng)域的最重大的進(jìn)展。除鐵素體不銹鋼外，近十多年來幾乎所有類型的不銹鋼，特別是奧氏體和雙相不銹鋼均普遍用氮進(jìn)行合金化，從而使奧氏體和雙相不銹鋼進(jìn)入了現(xiàn)代不銹鋼時(shí)代。奧氏體不銹鋼有控氮（  或、中氮（［N］≤0.40％或［W］≤0.50％）和高氮（  不銹鋼，或超級(jí)奧氏體不銹鋼以及含低氮的超級(jí)馬氏體不銹鋼。氮在雙相不銹鋼中，雖不能防止σ相的析出，但可抑制σ相的形成。雙相不銹鋼正是由于加入氮才出現(xiàn)了第二代和第三代雙相不銹鋼（超級(jí)雙相不銹鋼和經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼），使雙相不銹鋼形成系列并成為了與馬氏體、鐵素體、奧氏體等三大類不銹鋼并列的鋼類。由于氮在鐵素體不銹鋼中溶解度極低，而在奧氏體中溶解度很高，因此，氮在雙相不銹鋼中的有益作用主要是體現(xiàn)在改善奧氏體組織的性能。

  氮在雙相不銹鋼中可延緩?qiáng)W氏體相（γ）的高溫溶解并可促進(jìn)焊后熱影響區(qū)二次奧氏體（γ2）的析出，從而有利于雙相不銹鋼的生產(chǎn)、加工和焊接。氮是在不銹鋼中應(yīng)用的唯一一種氣態(tài)合金元素，它取之容易且量無限，價(jià)格低廉，生產(chǎn)中加入方便，有益作用顯著，但副作用較少，是現(xiàn)代不銹鋼中非常有發(fā)展前途的重要合金元素。

  氮通過固溶強(qiáng)化等可顯著提高奧氏體和雙相不銹鋼的室溫和高溫強(qiáng)度（圖2.18）。在鉻鎳奧氏體不銹鋼中加入0.1％N，可使鋼的強(qiáng)度提高60～100MPa，但當(dāng)?shù)窟m宜時(shí)，并不顯著降低鋼的塑、韌性。氮的大量加入可使高氮奧氏體不銹鋼獲得非常高的強(qiáng)度，但鋼的斷裂韌性并不降低。

  氮不僅顯著提高奧氏體和雙相不銹鋼的耐氧化性酸、還原性酸介質(zhì)的全面腐蝕性能，而且還提高它們的耐晶間腐蝕、耐點(diǎn)蝕、耐縫隙等局部腐蝕性能，一些試驗(yàn)結(jié)果見圖2.19～圖2.21。研究表明，氮在不銹鋼中提高鋼的耐點(diǎn)蝕、耐縫隙腐蝕的能力為鋼中鉻量的16～30倍。

  需要強(qiáng)調(diào)氮在不銹鋼中對(duì)耐蝕性所起的有益作用，鋼中含有足夠量的鉻、鉬元素是必要條件。一般認(rèn)為，氮可促進(jìn)鈍化膜中鉻的富集，提高鋼的鈍化能力；氮可形成NH3和使微區(qū)溶液的pH值提高；富鉻的氮化物在金屬與鈍化膜的界面處形成，進(jìn)一步強(qiáng)化了鈍化膜的穩(wěn)定性。研究表明，在雙相不銹鋼中氮還可與鉬結(jié)合形成，使鈍化膜更加穩(wěn)定，從而使鋼的耐蝕性提高。圖2.22系氮提高奧氏體不銹鋼耐蝕性，對(duì)鈍化膜影響的示意圖。

  當(dāng)鋼中氮含量超過某一定量，將對(duì)不銹鋼的性能產(chǎn)生某些不良影響，例如對(duì)奧氏體不銹鋼而言，氮量超過0.12％～0.15％時(shí)，鋼的冷、熱加工性和冷成型性能將有所下降，后者與氮可降低鋼的層錯(cuò)能，從而提高奧氏體不銹鋼的加工硬化率，使之與易加工硬化有關(guān)。高氮含量時(shí)，不僅顯著降低鋼的熱塑性，對(duì)熱加工性不利，而且由于前述沿晶界析出，會(huì)提高鋼的晶間腐蝕敏感性。氮在鐵素體不銹鋼中是一種有害元素（后面還將述及）。