過去，鋼鐵材料中的氮一直被認為是有害元素，因為氮會降低鋼的沖擊韌性、可成形性和焊接性能，煉鋼時總是希望將其質(zhì)量分數(shù)控制到最低。而如今，氮作為一種豐富廉價的合金元素，被成功應用到高氮不銹鋼、釩微合金鋼等領域。在高氮不銹鋼中，氮能有效替代昂貴的鎳元素并提高鋼的強度和耐腐蝕性能。釩微合金鋼中，增氮能有效改變釩的相間析出，提高釩的析出率，達到細化晶粒和提高強度的作用。
研究了不同冷速條件下氮對鈮微合金化20MnSi鋼組織演變的影響。試驗鋼經(jīng)1200℃全固溶處理后快冷至Ac3，然后分別以200、100℃/h速度冷卻至室溫。對試樣進行了OM、SEM和TEM觀察。
結(jié)果表明：鋼中細小Nb(C,N)粒子在原奧氏體晶內(nèi)高密度位錯區(qū)的密集析出導致貧碳區(qū)的形成，進而激發(fā)針狀鐵素體的形核長大。鈮微合金鋼增氮后能有效抑制鋼中針狀鐵素體的生成，促進等軸鐵素體的生成和珠光體球團的細小均勻化，同時珠光體退化傾向減弱或消失。