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镍含量较高的300系不锈钢占不锈钢总产量超过60%,而金属镍占其生产成本70%以上,我国镍资源严重缺乏成为大量发展传统奥氏体不锈钢的瓶颈。企业必须加紧开发并生产少镍、无镍的资源节约型不锈钢：400系不锈钢,200系不锈钢、双相不锈钢。在不锈钢降镍的研究工作中,以氮代镍已被证明是一种行之有效的方法,而对于这类不锈钢,Fe、Cr、Ni、C、N是重要的、基本的合金元素。为了更好地发展不锈钢,深入理解不锈钢中相转变规律,碳、氮化合物的热力学稳定性,合金元素的分布等是十分重要的。本论文在热力学理论分析的基础上,采用相图的热力学计算方法(CALPHAD),对Fe-Cr-Ni-C-N五元系相平衡进行热力学优化与计算,建立了可靠的Fe-Cr-Ni-C-N五元系热力学数据库。主要工作如下：(1)系统地收集、整理了组成二元系、三元系和四元系相图的实验数据和热力学数据;(2)利用相图计算的Thermo-Calc软件,将现有的Fe-Cr-Ni-C-N钢热力学参数计算结果与实验数据逐一进行比较。对于不能满足实验数据的体系,如Fe-Cr-C、Fe-Cr-N三元系,调整热力学参数,进行再优化和计算,获得相应的热力学参数。最终使所建立的热力学数据库与实验数据均有较好的吻合,特别在高氮条件下的计算结果得到了确认。(3)根据所建立的Fe-Cr-Ni-C-N热力学数据库,热力学计算了Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-C、 Fe-Ni-N、Fe-Ni-C四个三元系的部分等温截面相图,计算了Fe-13Cr-C、Fe-16Cr-C、 Fe-18Cr-C、Fe-0.5C-N三元系垂直截面图,以及Fe-Cr-2.5Ni-C和Fe-18Cr-Ni-0.02C四元系垂直截面图。(4)在热力学计算基础上,明确了各合金元素对钢中α和γ两相区的影响,确定了钢中各种碳、氮化物的热力学稳定性,为不锈钢的成分设计与热处理工艺优化提供了理论指导。