氮 氮作为合金元素早期用于Cr-Mn-N和Cr-Mn-Ni-N奥氏体不锈钢中，以节约镍。除节镍效果外，氮通过固溶强化可显著提高奥氏体不锈钢的强度，而不显著损害其塑性和韧性，同时氮还可以提高钢的耐均匀腐蚀、耐点蚀、耐缝隙腐蚀和耐晶间腐蚀的性能。
由于氮的良好作用，用氮合金化的奥氏体不锈钢不断取得进展并获得应用。目前应用的含氮奥氏体不锈钢可以分为三种类型：
1. 控氮型
此类钢是在超低碳（0.02％～0.03％）铬镍奥氏体不锈钢中加入0.05％～0.12％N，用以提高钢的强度，使其达到含稳定化元素钛或普通低碳（≤0.08％）奥氏体不锈钢的水平。
2. 中氮型
此类钢含有0.12％～0.40％N，是在正常大气压力条件下冶炼和浇铸所得到的氮合金化奥氏体不锈钢。此类钢以耐腐蚀为主要目的，同时具有较高的强度。
3. 高氮型
此类钢氮含量在0.40％以上。此类钢在加压条件下冶炼和浇铸，或者调整钢中的铬、锰含量在常规条件下冶炼和浇铸，将氮加入到足够高的水平。此类钢主要在固溶态或半冷加工状态下使用，既具有高强度，又耐腐蚀。
氮形成奥氏体的能力与碳相当，约为镍的30倍。氮在奥氏体不锈钢中可代替部分镍，可降低钢中的铁素体含量，并使奥氏体更稳定，甚至可避免出现马氏体转变。在铬镍奥氏体不锈钢中，氮含量的增加可形成氮化物Cr2N（图9.54）。
氮显著提高奥氏体钢的强度（图4.19），每加入0.010％N，可提高铬镍奥氏体不锈钢的室温强度（σ0.2、σb）60～100MPa，其塑性仍保持足够高的水平。图9.67显示氮含量对022Cr19Ni10钢室温力学性能的影响。在高氮奥氏体钢中，氮亦可以提高其强度，氮含量为1.2％的低碳Cr-Ni-Mn-N奥氏体不锈钢的屈服强度可达800～900MPa。曾对低碳的18Cr-18Mn-N奥氏体不锈钢的力学性能进行过研究，经固溶处理后可获得单一的奥氏体组织，图9.68为氮含量对其室温屈服强度和断裂韧度的影响。研究结果表明，在氮固溶于奥氏体的情况下，其含量高至0.74％时，断裂韧度不降低，而其屈服强度显著提高。通过冷加工变形，可以进一步提高其屈服强度。在固溶氮含量为0.58％时，经过40％的冷变形，钢的屈服强度可达1400～1500MPa，其断裂韧度将由很高的500MPa·m1/2降至依然不错的200MPa·m1/2。
在氮含量小于0.67％时，铬镍奥氏体不锈钢仍有低的韧脆转变温度，在-200℃的低温下仍有足够高的冲击性能，但当氮含量达到0.84％时，其韧脆转变温度较高，-200℃的冲击韧性已显得过低。
在一些酸性介质中，氮提高奥氏体不锈钢耐一般腐蚀性能。适量的氮还提高奥氏体不锈钢敏化态的耐晶间腐蚀性能，这是由于氮作为活性元素优先沿晶界聚集，氮降低碳原子和铬原子的扩散能力，从而抑制M23C6型碳化物的析出和延缓σ相、x相的形成。图9.69为氮对17Cr-13Ni-4,5Mo钢中M23C6型碳化物析出行为的影响。适量的氮还可以显著改善敏化状态的耐晶间应力腐蚀开裂。
氮还提高铬镍钼奥氏体不锈钢耐稀硝酸腐蚀的性能。
在氯化物环境中，氮显著提高奥氏体不锈钢耐点蚀和缝隙腐蚀的性能。研究表明，氮仅是强化铬、钼元素在奥氏体中的耐蚀作用，铬、钼的存在是氮改善奥氏体不锈钢耐蚀作用的前提。氮耐点蚀和耐缝隙腐蚀的能力约相当于铬的30倍。
氮提高不锈钢耐点蚀和耐缝隙腐蚀的机理尚有不同的观点：氮在表面膜中富集，同时使表面膜中富铬，从而提高钢的钝化能力和钝态稳定性；氮与闭塞区的溶液反应形成NH-4，消耗H-，使初始蚀坑内pH升高，氮亦可产生NO-3，均有利于钢的钝化。
铬镍奥氏体不锈钢中的氮含量在0.12％～0.15％时，钢的热、冷加工性及冷成形性等将有所下降。热加工性能的降低是由于钢中氮化物和碳氮化物的析出影响了钢的热塑性，而氮的固溶强化又减缓钢的回复过程。冷加工性和冷成形性的降低主要是氮固溶强化所致。
